Вопрос 36

Сложная структура крови приводит к тому, что описание ее динамических характеристик несколько отличается от описания традиционных жидкостей. Несмотря на это ученые смело используют некоторые приемы и упрощения из традиционной гидродинамики. Приведем пример. В наиболее простой и общей модели системы кровообращения сердце — это насос, создающий направленное движение крови в «трубах»: артериях, венах и капиллярах. Принято считать, что протекание крови ламинарное (то есть безвихревое), при этом профиль распределения скорости внутри сосудов носит параболический характер (рис. 1). Максимальная скорость течения наблюдается на оси сосуда, посередине, а на его краях жидкость неподвижна (см. также анимацию). Этот простой вид течения известен в физике кактечение Пуазейля. В нормальных условиях ток крови почти во всех отделах сосудистого русла ламинарный. Это положение в настоящее время признается большинством исследо­вателей. Ламинарная форма движения жидкости подчиняется закону Пуазейля, который принято выражать следую­щей:

 

Формула(4)

    где, применительно к системе кровообращения, Q — ко­личество крови, протекающей через сосуд за единицу времени; r — радиус сосуда; АР — разница в давлении в начале и в  конце исследуемого участка сосудистого

русла; µ — вязкость крови; 

—  потеря давления, от­несенная к единице длины сосуда, называемая в физике градиентом давления.

    Для выражения зависимости линейной скорости кро­вотока от градиента давления и просвета  сосудистого русла формула  (4)  может быть преобразована следую­щим образом:

Формула(5)

или

Формула(6)

где v — линейная скорость кровотока; 

— пло­щадь поперечного сечения сосуда.

     Выражение 

есть не что иное, как проходимость данного участка сосудистой системы — величина, об­ратная тому общему гидравлическому сопротивлению R, которое данная трубка или система трубок оказыва­ет ламинарному движению жидкости Число, или, правильнее, критерий Рейно́льдса (), — безразмерная величина, характеризующая отношение нелинейного и диссипативного членов в уравнении Навье — Стокса^[1]. Число Рейнольдса также считается критерием подобиятечения вязкойжидкости.Число Рейнольдса определяется следующим соотношением:

где  — плотностьсреды, кг/м³; — характерная скорость, м/с; — характерный размер, м; — динамическая вязкостьсреды, Н·с/м²; — кинематическая вязкостьсреды, м²/с() ; — объёмная скорость потока; — площадь сечения трубы.

Вопрос 37

Ультразвук - упругие волны высокой частоты, которым посвящены специальные разделы науки и техники. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16 000 колебаний в секунду (Гц); колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук (за пределом слышимости). Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 18 000 герц. Хотя о существовании ультразвука ученым было известно давно, практическое использование его в науке, технике и промышленности началось сравнительно недавно. Сейчас ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. По скорости распространения звука в среде судят о ее физических характеристиках. Измерения скорости на ультразвуковых частотах производятся с очень большой точностью; вследствие этого с весьма малыми погрешностями определяются, например, адиабатические характеристики быстропротекающих процессов, значения удельной теплоемкости газов, упругие постоянные твердых тел. Ультразвук по определению не воспринимается непосредствен-но органами чувств человека, и поэтому необходимо использовать какой-то физическийэффект или последовате-льность таких эффектов, чтобы действие ультразвукамогло проявиться, причем главным образом количественно. Таким образом,выбор метода для конкретной задачи производится сточки зрения удобства егоприменения, а также точности измерения интересующего параметраакустического поля. Применение АКУШЕРСТВО, ОФТАЛЬМОЛОГИЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ, ПРИПОВЕРХНОСНЫЕ И НАРУЖНЫЕОРГАНЫ, КАРДИОЛОГИЯ, НЕВРОЛОГИЯ, Болеутоляющее действие, Повышение подвижности суставов,Уменьшение мышечного спазма. Все процедуры должны выполнятся хорошо обученным персоналом или под егоруководством.Если следовать этим рекомендациям, то ультразвук можно эффективноиспользовать в медицине с большой уверенностью в его безопасности В технике ультразвук получают с помощью устройств, называемые УЗ-излучателями (генераторы УЗ). Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели, основанные на явлениях магнитострикционного эффекта и обратного пьезоэлектрического эффекта.

Магнитострикционные излучатели применяются для генерирования низкочастотных ультразвуков (до 80 кГц).Пьезоэлектрические излучатели применяются для генерирования ультразвуков с частотами до 50 МГц.Явление обратного пьезоэлектрического эффекта заключается в механической деформации некоторых материалов (кристаллы кварца и турмалина, сегнетова соль, фосфорнокислый аммоний, керамический материал на основе титаната бария) под действием переменного электрического поля. Приемники ультразвука.В качестве приемников ультразвука на низких и средних частотах чаще всего применяют электроакустические преобразователи пьезоэлектрического типа. Такие приемники позволяют воспроизводить форму акустического сигнала, то есть временную зависимость звукового давления. В зависимости от условий применения приемники делают либо резонансными, либо широкополосными. Для получения усредненных по времени характеристик звукового поля используют термическими приемниками звука в виде покрытых звукопоглощающим веществом термопар или термисторов[4]. Интенсивность и звуковое давление можно оценивать и оптическими методами, например по дифракции света на УЗ.

Вопрос 38

Инфразвук (от лат. infra — ниже, под) — упругие волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. За верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16—25 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десяток секунд. Источники инфразвукаЕстественные источникиВозникает при землетрясениях, во время бурь и ураганов, цунами. При помощи достаточно сильных инфразвуков (более 60 дБ) общаются между собой киты.Техногенные источникиК основным техногенным источникам инфразвука относится мощное оборудование — станки, котельные, транспорт, подводные и подземные взрывы. Кроме того, инфразвук излучают в качестве приемника использовали резонатор Гельмгольца. Для этого в узкое горлышко латунной закрытой трубы помещали преобразователь инфразвуковых колебаний в электрический ток.Приемники для регистрации инфразвуковых волн устанавливаются не только на береговых станциях, но и на кораблях. Если далеко в океане или море возникает шторм, то инфразвуковые волны, намного опередив его движение, будут приняты береговыми постами или кораблями. Это позволит своевременно оповестить моряков и жителей прибрежных районов об опасности. Инфразвуковые приемники предупреждают не только о шторме, но и о более грозной опасности — цунами