Transzportfolyamatok. összefoglalás, általánosítás Onsager egyenlet I V J V. (m/s) áramvonal. turbulens áramlás = kaotikusan gomolygó áramlás

Hasonló dokumentumok
Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Folyadékáramlás. Orvosi biofizika (szerk. Damjanovich Sándor, Fidy Judit, Szöllősi János) Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2006

Mechanika IV.: Hidrosztatika és hidrodinamika. Vizsgatétel. Folyadékok fizikája. Folyadékok alaptulajdonságai

Folyadékáramlás vérkeringés

Vérkeringés. A szív munkája

Transzportfolyamatok

Vérkeringés. A szív munkája

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Dinamika. p = mυ = F t vagy. = t

Reológia Mérési technikák

Folyadékáramlás vérkeringés

Folyadékok és gázok áramlása

Folyadékáramlás. Folyadékok alaptulajdonságai

Transzportjelenségek

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Molekulák, folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2.

Szent István Egyetem FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Folyadékok és gázok áramlása

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok.

Kollár Veronika A biofizika fizikai alapjai

Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

DR. DEMÉNY ANDRÁS-I)R. EROSTYÁK JÁNOS- DR. SZABÓ GÁBOR-DR. TRÓCSÁNYI ZOLTÁN FIZIKA I. Klasszikus mechanika NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ, BUDAPEST

Nyújtás. Ismétlés. Hooke-törvény. Harántösszehúzódás: nyújtásnál/összenyomásnál a térfogat növekszik/csökken

TRANSZPORTFOLYAMATOK ÉS SZIMULÁCIÓJUK (MAKKEM 242M)

A kardiovaszkuláris rendszer élettana

Fluidumok áramlása. Vegyipari és biomérnöki műveletek segédanyag Simándi Béla, Székely Edit BME, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

A vérkeringés és szívműködés biofizikája

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

F. F, <I> F,, F, <I> F,, F, <J> F F, <I> F,,

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Zrínyi Miklós

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Orvosi Fizika 10. Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Szilárd testek rugalmas alakváltozásai Nyú y j ú tás y j Hooke törvény, Hooke törvén E E o Y un un modulus a f eszültség ffeszültség

TRANSZPORTFOLYAMATOK ÉS SZIMULÁCIÓJUK (MAKKEM 242ML)

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. TRANSZPORTFOLYAMATOK biológiai rendszerekben.

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Transzportfolyamatok. Zrínyi Miklós

Szent István Egyetem FIZI IKA Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Transzportfolyamatok

Folyadékáramlás, szív munkája

A vérkeringés biofizikája

Fizika-Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS Október 22. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet

TÁMOP F-14/1/KONV Élelmiszeripari műveletek gyakorlati alkalmazásai

A diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával

Keringés. Kaposvári Péter

Mérnöki alapok 7. előadás

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

1.1 Hasonlítsa össze a valós ill. ideális folyadékokat legfontosabb sajátosságaik alapján!

ÁRAMLÁSTAN MFKGT600443

Polimerek reológiája

Folyadékáramlás, szív munkája

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

A vérkeringés és szívm ködés biofizikája

Tételjegyzék Áramlástan, MMF3A5G-N, es tanév, őszi félév, gépészmérnöki szak, nappali tagozat

Reológia, a koherens rendszerek tulajdonságai

5. gy. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

DIFFÚZIÓ. BIOFIZIKA I Október 20. Bugyi Beáta

ELÕADÁS ÁTTEKINTÉSE. Környezetgazdálkodás 2. A hidraulika tárgya. Pascal törvénye. A vízoszlop nyomása

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Folyadékok és gázok mechanikája

Folyadékáramlás vérkeringés

Polimerek reológiája

BIOFIZIKA I OZMÓZIS Bugyi Beáta (PTE ÁOK Biofizikai Intézet) OZMÓZIS

Áramlásmérés

Áramlásmérés. Áramlásmérés egyik legősibb méréstechnikai probléma Egyiptom, Róma

Keringési rendszer. Fizikai paraméterek alakulása az nbözı szakaszain. Az érrendszer. sejtek össztérfogat. hct=

Folyadékok és gázok mechanikája

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

10. Valóságos folyadékok áramlása

Az úszás biomechanikája

a természet logikája

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

Szűrés. Gyógyszertechnológiai alapműveletek. Pécsi Tudományegyetem Gyógyszertechnológia és Biofarmáciai Intézet

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

Mikrofluidika I. - Alapok

A kardiovaszkuláris rendszer élettana

Termodinamika (Hőtan)

Készült az FVM Vidékfejlesztési, Képzési és Szaktanácsadási Intézet megbízásából

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Milyen erőtörvénnyel vehető figyelembe a folyadék belsejében a súrlódás?

Rezervoár kőzetek gázáteresztőképességének. fotoakusztikus detektálási módszer segítségével

Biofizika I. OZMÓZIS. Dr. Szabó-Meleg Edina PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

Reológia, a koherens (nem-koherens) rendszerek tulajdonságai

Molekulák mozgásban a kémiai kinetika a környezetben

A kardiovaszkuláris rendszer élettana IV.

Hidrosztatikus hajtások, BMEGEVGAG11 Munkafolyadékok

VILODENT-98. Mérnöki Szolgáltató Kft. feltöltődés

FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

PHYWE Fizikai kémia és az anyagok tulajdonságai

Á R A M L Á S T A N. Áramlás iránya. Jelmagyarázat: p = statikus nyomás a folyadékrészecske felületére ható nyomás, egyenlő a csőfalra ható nyomással

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

Súrlódásos áramlások

TANMENET FIZIKA. 10. osztály. Hőtan, elektromosságtan. Heti 2 óra

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Átírás:

1 Transzportfolyamatok Térfogattranszport () - alapfogalmak térfogattranszport () Hagen Poiseuille-törény (elektromos) töltéstranszport (elektr. áram) Ohm-törény anyagtranszport (diffúzió) ick 1. törénye hőtranszport (hőezetés) ourier-törény összefoglalás, általánosítás Onsager egyenlet áramonal lamináris = réteges turbulens = kaotikusan gomolygó 3 4 lamináris turbulens Stacionárius : Időben állandó térfogati áramerősség (I V ): I V V t (m 3 /s, l/perc,... ) térfogati áramsűrűség ( ): V A t (m/s) I A J kritikus sebesség (lásd később) ideális folyadék = belső súrlódás mentes reális folyadék = belső súrlódás an eltételek a toábbiakra: lamináris, inkompresszibilis folyadék, gáz 1

5 Térfogati áramerősség mérése az orosi gyakorlatban: Ultrahang Doppler Lézer Doppler 6 Impedancia módszerek I I fluoreszcens festék radioizotóp hideg fiz. sóoldat,... Dilúciós módszerek V t a jelző koncentrációja a érben: c V I t I c t 7 Orosi példa 8 A 1 A Kontinuitási egyenlet I 1 I eltételek: 1 lamináris A1 1 A inkompresszibilis folyadék I I 1 mere cső agy stacionárius I I 1 I I1 I' I'' V I V t kb. 70 ml ér aorta artériák arteriolák kapillárisok enulák énák Venae caae A (cm ) 4,5 0 400 4500 4000 40 18 (cm/s) 3 5 0,5 0,0 0,05,5 6

9 Toábbi feltétel: ideális folyadék 1 p g h állandó Bernoulli törénye 10 aneurizma kialakulása Daniel Bernoulli 1700-178 matematikus fizikus anatómus 11 Reális folyadékok belső súrlódás, iszkozitás 1 Rotációs iszkoziméter: Hőmérséklet hatása folyadékok iszkozitására: (részecskék között kölcsönhatások) ~ E T e RT Newton-féle súrlódási törény: A h sebességesés (sebességgradiens) iszkozitás (belső súrlódási együttható) [] = Pa s nyíró g sebesség 3

iszkozitás 13 olyadékok típusai 14 A nyál iszkozitása newtoni nem newtoni /h /h /h dilatáns pszeudoplasztikus /h A nyál iszkozitása szerepet játszik: fogak öntisztulásában zománc kopásában remineralizációban nyelésben beszédben A nyál iszkozitása: durán -16 mpa s erősen függ a mucinkoncentrációtól pszeudoplasztikus Bingham-folyadék /h tixotrópia t izületi folyadék 15 A ér iszkozitása 16 Kritikus sebesség A ér iszkozitása: fiziológiás i iszonyoknál és testhőmérsékleten durán -10 mpa s erősen függ a örösértestek koncentrációjától pszeudoplasztikus függ az ér átmérőjétől, kisebb erekben a iszkozitás kisebb lamináris az uralkodó krit turbulens az uralkodó krit A ér lamináris agy turbulens? Re r Reynolds-szám (sima falú csőre: Re = 1160) Osborne Reynolds 184-191 mérnök, fizikus normál tartomány ér aorta? kisebb erek? íz hematokrit 4

17 A belső súrlódás néhány köetkezménye 18 Hagen Poiseuille-törény parabolikus sebességprofil p = p p 1 < 0 p 1 I p ( p 1 > p ) pl. nyúl aorta + Bernoulli-törény plazma lefölözés (HCT= hematokrit ) HCT térfogati áramerősség l V 1 p R 4 t 8 l iszkozitás a cső sugara nyomásesés (nyomásgradiens) G. H. L. Hagen 1797-1884 mérnök J. L. M. Poiseuille 1799-1869 fiziológus eltételek: inkompresszibilis folyadék lamináris stacionárius newtoni folyadék HCT 1 HCT 1 < HCT Alternatí alak: V R p A t 8 l térfogati áramsűrűség 19 A törény alkalmazhatósága a érkeringésre? eltételek? 0 A Hagen Poiseuille-törény alapján: 1. p A érkeringés szabályozása inkompresszibilis folyadék? lamináris? átlag frekencia A nagyérköri ellenállás és nyomásiszonyok: stacionárius? érfalak rugalmassága. R 4 newtoni folyadék Végeredmény: csak kalitatí alkalmazás! 5

1 Az érfalak rugalmassága (Csak nemstacionárius nál fontos!) Elektromos töltéstranszport potenciálesés ( potenciálgradiens) V V kollagén 1 A U l I q Ohm-törény: q t I q = 1 R U R = ρ l A J q áramsűrűség q A t l fajlagos ezetőképesség p Analógia a térfogat- és a töltéstranszport között: elasztin (E = 0,1 MPa. 0,4 MPa) kollagén (E = 300 MPa. 500 MPa) V R p A t 8 l J q q A t l 3 Összefoglalás 4 Stokes-törény Mi áramlik? Erőssége? Mi hajtja az t? Összefüggés? Kis sebességeknél: töltéstranszport térfogattranszport q V J q q A t V A t p l p l J q l R p 8 l s s 6 r G. G. Stokes 1819-1903 matematikus fizikus Állandó sebességű mozgáshoz: mozgató S A részecske mozgékonysága (u): u mozgató 1 u 6 r lásd diffúzió 6