Кров - неньютоновская рідина

Те, що кров є неньютоновской рідиною, обумовлено найбільшою мірою тим, що вона володіє внутрішньою структурою, представляючи собою суспензію формених елементів в розчині - плазмі. Плазма - практично ньютоновская рідина. Оскільки 93% формених елементів складають еритроцити, то при спрощеному розгляді кров - це суспензія еритроцитів у фізіологічному розчині. Характерною властивістю еритроцитів є тенденція до утворення агрегатів. Якщо нанести мазок крові на предметний столик мікроскопа, то можна бачити, як еритроцити «склеюються» один з одним, утворюючи агрегати, що отримали назву «монетних стовпчиків». Умови освіти агрегатів різні в великих і дрібних судинах. Це пов'язано в першу чергу зі співвідношенням розмірів судини, агрегату і еритроцита (характерні розміри: dер »8 мкм, dагр» 10 · dер »80 мкм).

Тут можливі варіанти (рис. 2).

1. Великі судини (аорта, артерії): dсос> dагр. dсос >> dер. При цьому градієнт швидкості невеликий, еритроцити збираються в агрегати у вигляді монетних стовпчиків (рис.2). В цьому випадку в'язкість крові h = 0,005 Па × с.

Кров - неньютоновская рідина

2. Дрібні судини (дрібні артерії, артеріоли): dсос »dагр. dсос = (5 ¸ 20) dер. У них градієнт значно збільшується і агрегати розпадаються на окремі еритроцити (рис. 2б), тим самим зменшуючи в'язкість системи. Для цих судин, чим менше діаметр просвіту, тим менше в'язкість крові. В судинах діаметром dсос »5 dер в'язкість крові становить приблизно 2/3 в'язкості крові у великих судинах.

Кров - неньютоновская рідина

3. мікросудин (капіляри): dсос

Кров - неньютоновская рідина

Таким чином, внутрішня структура крові, а, отже, і її в'язкість, виявляється неоднаковою уздовж кровоносноїрусла в залежності від умов перебігу. Кров є неньютоновской рідиною. Залежність сили в'язкості від градієнта швидкості для течії крові по судинах не підкоряється формулою Ньютона і є нелінійної.

Зміна в'язкості крові - одна з причин зміни швидкості осідання еритроцитів (ШОЕ).

В'язкість крові людини зазвичай коливається від 4 до 5 мПа × с, а при патології може змінюватися від 1,7 до 22,9 мПа × с. В'язкість крові має діагностичне значення. При деяких інфекційних захворюваннях в'язкість крові збільшується, а при туберкульозі, наприклад, зменшується.

Для порівняння в таблиці 1 наведені коефіцієнти в'язкості деяких рідин, тут же вказана температура, при якій вимірювалася в'язкість, так як температура робить досить значний вплив на в'язкість.

Таблиця 1. Коефіцієнти в'язкості деяких рідин

Режими течії крові

Режими течії рідини поділяють на ламинарное і турбулентний. Ламінарний плин - це впорядкована протягом рідини, при якому вона переміщається як би шарами, паралельними напрямку течії. Частинки рідини рухаються по гладким паралельних траєкторіями.

Зі збільшенням швидкості руху ламінарний плин переходить в турбулентний плин. при якому відбувається інтенсивне перемішування між шарами рідини, в потоці виникають численні вихори різних розмірів. Частинки здійснюють хаотичні рухи по складних траєкторіях. Для турбулентного руху характерно надзвичайно нерегулярне, безладна зміна швидкості з часом в кожній точці потоку.

Режим течії рідини характеризується числом Рейнольдса Re. Для течії рідини по круглій трубі:

де R - радіус труби, v - швидкість течії, r - щільність рідини, h - коефіцієнт в'язкості. Коли значення Re менше критичного Re кр »2300, протягом рідини є ламінарним, якщо Re> Re кр. то протягом стає турбулентним.

Схожі статті