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血液的流变特性

血液的流变特性

一 层流

血液的运动方式是流动,对于没有颗粒混合的单一性流体,若在试管内呈层

状流动,则其截面上的流速呈抛物线样分布,这种流体运动特性称为层流。

二 血液的黏滞性

当相邻的两层血液之间有相对运动时,会产生平行接触面的切向力,流动快

的与流动慢的血液层之间便产生内摩擦力,通常称为血液的黏滞性。

三 切应力

若血液流层的平行接触面积为S,接触面上所受的切向力为F,那么,驱动各层

产生切线方向变形的力,作用于单位面积上的切向力F/S,就称为切应力,用表

四 切应变和切变率

液体分层流动中,在切向力的作用下,液层之间有一速度梯度,两流层间流

动距离差与两流层间的距离之比称为切应变或切变。切应变随血液流动时间而成

比例增加,这一随时间变化的切应变称为切变率,用γ表示。

五 牛顿黏滞定律及黏度

某些液体流动时,切应力τ与切变率γ之比为一常数,即τ/γ=η,此即牛

顿黏滞定律。该常数(η)的大小由液体的性质所决定,被称为液体的动力黏滞

系数(或动力黏度)简称黏度。

在国际单位制(SI)中,切应力的单位为牛顿/米2,称为帕斯卡(Pa), 切变率

的单位为秒-1(S-1),因而液体黏度η的单位为(Pa s)

1 Pa s=1000mPa s(毫帕 秒)

1 Pa s=1Cp(厘帕)

六 牛顿液体与非牛顿液体

在一定温度下,液体的黏度值不随切变率变化而变化,为一常数,这类流体

成为牛顿流体。其切应力与切变率的关系曲线(即流动曲线)为一条通过原点的

直线,如水,血浆等即为牛顿流体。

事实上还有一些液体,在一定温度下,其黏度值是随切变率的变化而变化的。

这类流体成为非牛顿液体,如高分子溶液,胶体粒子离散系统,血液等,切应力

与切变率的关系为γ=f(τ)。

对于牛顿流体η为绝对黏滞常数,而对于非牛顿流体,该值则不为常数,可

用ηa表示,称为表观黏度。ηa的变化规律随流体的性质不同而存在差异。非牛

顿流体包括两大类,一类是ηa随γ的增加而减少,称为拟塑性流体,血液和多

数生物体属于此类;与此相反,另一类液体其ηa随γ的增加而增加,称为膨胀

性流体。

七 血液在血管中的流动形式

血液是由多种成分组成的流体,在血管内流动时,愈靠近血管中心的部位流

速愈快,反之则慢,在血管壁上的流速趋近于零,这种流动特性称为层流。在层

流中同一断面管轴附近的流层速度较快,而切变率较小;距管轴愈远流速愈小,

而切变率愈大。血液在血管中流动时,血细胞并不是弥散分布于整个血管,而是

表现出明显的趋轴性,该现象称为轴流。愈接近血管轴心,血细胞愈密集;愈接

近管壁,血细胞愈稀少。轴流的意义是可以最大限度地减少血细胞与血管内皮细

胞之间的接触机会,从而减少血细胞的黏附,聚集和沉积的概率。

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