Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Каро К. -> "Механика кровообращения" -> 164

Механика кровообращения - Каро К.

Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения — М.: Мир, 1978. — 624 c.
Скачать (прямая ссылка): mehanikakrovoobrasheniya1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 158 159 160 161 162 163 < 164 > 165 166 167 168 169 170 .. 258 >> Следующая

Существует еще один тип влияния процессов течения на диф-фузию, который сказывается на результатах, получаемых методом разведения индикатора, а именно продольное «вытягивание», или дисперсия, порции индикатора по мере ее движения в сердечнососудистой системе. В какой-то степени дисперсия определяется тем, что разные части исходной порции «меченой» крови проходят в сосудистой системе изучаемого органа разные расстояния. Одна* ко значительная дисперсия индикатора наблюдается даже в процессе прохождения последнего по одному сосуду (например, какой-нибудь артерии). Она гораздо больше дисперсии, которая должна была бы наблюдаться, если бы имелась одна лишь продольная диффузия индикатора, характеризуемая коэффициентом его молекулярной диффузии D, который определяется уравнением (9.3).
Механизм такой дисперсии индикатора проще всего понять, рассматривая полностью развитое пуазейлевское течение в длинной прямой трубке (рис. 12.52). Предположим, что в некоторый момент времени существует четкая плоская поверхность раздела между «немеченой» кровью А и «меченой» кровью В. С течением времени эта поверхность вытягивается и приобретает форму параболоида, поскольку скорость движения жидкости на вершине его (т. е. на оси трубки) вдвое превышает среднюю скорость, тогда как жидкость, соприкасающаяся со стенкой трубки, из-за прилипания остается неподвижной. Если бы эти жидкости были неспособны диффундировать друг в друга, то со временем поверхность и? раздела должна была бы неуклонно вытягиваться.
Начальный момент времени
Рис. 12.52. Дисперсия жидкости В при пуазейлевском течении в длинной трубке, которая первоначально была заполнена жидкостью А.
Можно рассчитать концентрацию жидкости В (среднюю по сечению) вдоль трубки от основания (в точке х0) до вершины параболоида «меченой» крови (в точке х = L); результаты этого расчета изображены штриховой кривой на рис. 12.53. При наличии диффузии получится иная кривая, так как жидкость В будет диффундировать в жидкость А как в направлении оси трубки, так и в радиальном направлении. Диффузия вдоль оси трубки приводит лишь к незначительному размыванию поверхности раздела; радиальная же диффузия весьма существенна, поскольку она переносит жидкость В из быстро движущегося ядра потока в область более низких скоростей, где ее перенос вниз по течению замедляется. Тем самым уменьшается продольное вытягивание поверхности раздела (дисперсия), и концентрация жидкости. В изменяется вдоль оси х по кривой, близкой к приведенной на рис. 12.53 сплошной кривой. На рисунке изображен также профиль концентрации для плоской поверхности раздела. Такие же процессы происходят и на задней границе раздела, если объем «меченой» жидкости имеет форму таблетки, и в таком случае этот объем распределяется в трубке симметрично относительно центра таблетки (симметричность слегка нарушается продольной диффузией).
На рис. 12.53 показано распределение концентрации «меченой» жидкости вдоль трубки лишь в какой-то определенный момент времени. Между тем метод разведения индикатора предусматривает взятие проб крови из определенного места и измерение концентраций, изменяющихся во времени. Поскольку предполагается, что время, за которое индикатор достигает точек измерения, достаточно для полного смешивания его с кровью по всему поперечному сечению сосуда, важио, чтобы эти точки измерения находились достаточно далеко эниз по течению от места введения вд-
дикатора. Когда передний фронт порции крови с индикатором достигает места измерения, концентрация индикатора здесь возрастает, а затем, когда это место проходит задний фронт порции, уменьшается. Однако независимо от того, проходят ли части порции индикатора одно и то же или разное расстояние, кривая концентрация — время оказывается несимметричной относительно момента времени, в который центральная часть порции индикатора проходит место измерения. Несимметричность кривой определяется тем, что процесс смешивания индикатора с кровью для «хвоста»
100
з
ф
3
S
Граница раздела при наличии диффузии
ч Г раница раздела
v^'b отсутствие v диффузии
Расстояние
Рис. 12 53 Изменение средней по сечению концентрации жидкости В с расстоянием х
меченой порции крови продолжается значительно дольше, чем для ее переднего фронта, и потому «хвост» оказывается более вытянутым, чем передний фронт. Возвращаясь к физиологическим применениям метода разведения индикатора, следует напомнить, что «хвост» порции индикатора может также сильно изменяться в результате рециркуляции крови.
Для пуазейлевского течения распределение индикатора по длине трубки может быть описано так, как будто жидкость покоится и происходит только продольная диффузия, но с эффективным коэффициентом диффузии К, много большим, чем D ‘). Если течение не является пуазейлевским или если расстояние, проходимое порцией индикатора вниз по течению от места введения этой порции, недостаточно велико, то расчеты, основанные на приведенных здесь соображениях, оказываются количественно неточными. Тем
Предыдущая << 1 .. 158 159 160 161 162 163 < 164 > 165 166 167 168 169 170 .. 258 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed