Folyadékáramlás vérkeringés

Hasonló dokumentumok
Folyadékáramlás vérkeringés

Folyadékáramlás vérkeringés

A vérkeringés és szívm ködés biofizikája

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

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

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Reológia Mérési technikák

Vérkeringés. A szív munkája

Folyadékáramlás. Folyadékok alaptulajdonságai

Kollár Veronika A biofizika fizikai alapjai

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

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

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

Folyadékok és gázok áramlása

A vérkeringés és szívműködés biofizikája

Vérkeringés. A szív munkája

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2.

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

Folyadékok és gázok áramlása

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

A kardiovaszkuláris rendszer élettana

FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

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

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

A kardiovaszkuláris rendszer élettana

Folyadékok és gázok mechanikája

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

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

mérlegegyenlet. ϕ - valamely SKALÁR additív (extenzív) mennyiség térfogati

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

Folyadékáramlás, szív munkája

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

Dinamika. p = mυ = F t vagy. = t

Transzportjelenségek

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

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

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

Transzportfolyamatok

Hidrosztatika, Hidrodinamika

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

Reológia, a koherens rendszerek tulajdonságai

Folyadékáramlás, szív munkája

Szűrés. Gyógyszertechnológiai alapműveletek. Pécsi Tudományegyetem Gyógyszertechnológia és Biofarmáciai Intézet

Polimerek reológiája

A vérkeringés biofizikája

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

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

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

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

Felületi feszültség: cseppfolyós-gáz határfelületen a vonzerő kiegyensúlyozatlan: rugalmas hártyaként viselkedik.

Kinematika. speciális pályák: egyenes, szakasz, kör, ellipszis, parabola, spirál, Egyenes vonalú mozgások: egyenletes: s=vt, v=áll. tösszes.

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

Folyadékok és gázok mechanikája

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

Polimerek reológiája

SZAKDOLGOZAT VIRÁG DÁVID

Reológia, a koherens (nem-koherens) rendszerek tulajdonságai

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória

Hőtágulás - szilárd és folyékony anyagoknál

Áramlásmérés

Áramlásmérés. Áramlásmérés egyik legősibb méréstechnikai probléma Egyiptom, Róma

BMEGEÁTAT01-AKM1 ÁRAMLÁSTAN (DR.SUDA-J.M.) 2.FAKZH AELAB (90MIN) 18:45H

TÉRFOGATÁRAM MÉRÉSE. Mérési feladatok

Folyadékáramlás, vérkeringés, szív munkája

ÁRAMLÁSTAN MFKGT600443

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

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

A következő keresztrejtvény minden helyes megoldása 1-1 pontot ér. A megfejtés + 1 pont. Így összesen 15 pontot szerezhetsz a megfejtésért.

MMK Auditori vizsga felkészítő előadás Hő és Áramlástan 1.

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

A gyógyszertechnológia reológiai alapjai Bevezetés. Pécsi Tudományegyetem Gyógyszertechnológiai és Biofarmáciai Intézet

PONTSZÁM:S50p / p = 0. Név:. NEPTUN kód: ÜLŐHELY sorszám

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

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

FOLYADÉK BELSŐ SÚRLÓDÁSÁNAK MÉRÉSE

Áramlástan feladatgyűjtemény. 3. gyakorlat Hidrosztatika, kontinuitás

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

Az úszás biomechanikája

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

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

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

Célok : Vízrendezés: védelmet nyújtani embernek, víznek, környezetnek Hasznosítás: víz adta lehetőségek kiaknázása

1.2 Folyadékok tulajdonságai, Newton-féle viszkozitási törvény

Milyen erőtörvénnyel vehető figyelembe a folyadék belsejében a súrlódás?

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

Szilárd testek rugalmassága

Áramlástan feladatgyűjtemény. 6. gyakorlat Bernoulli-egyenlet instacionárius esetben

Diffúzió 2003 március 28

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Transzportfolyamatok a mikroszkópikus méretskálán: Diffúzió, Brown-mozgás, ozmózis. A sejt méretskálája. Biomolekuláris rendszerek méretskálája

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Súrlódásos áramlások

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

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

Határfelületi reológia vizsgálata cseppalak analízissel

TRANSZPORTFOLYAMATOK ÉS SZIMULÁCIÓJUK (MAKKEM 242ML)

Átírás:

olyadékáramlás érkeringés Kellermayer Miklós olyadékok fizikájának jelentősége I. Hemodinamika Milyenek a éráramlási iszonyok az érrendszerben? olyadékok fizikájának jelentősége II. olyadékban történő mozgások Mekkora erőt kell legyőznie egyetlen spermatocitának mozgása során? Spermatocita motilitás Mekkora erőt kell legyőznie egyetlen spermatocitának mozgása során? Stokes törény: = γ = 6rπ r = 1.6 μm = 1.6 x 10-6 m = 50 μm/s = 5 x 10-5 m/s = 10-3 Pas γ = 6rπ = 6 1.6 10 6 π 10 3 = 3 10 8 Ns/m = γ = 3 10 8 Ns/ m 5 10 5 m /s =1.5 10 12 N =1.5 pn

OLYDÉKÁRMLÁS BIOIZIKÁJ lapfogalmak I. lapfogalmak olyadékok fajtái Áramlások fajtái Törények, összefüggések Orosi, biológiai jelentőség Térfogati áramerősség (Q): Átlagsebesség: Q = ΔV Δt = Δs Δt = = Q ΔV Δs lapfogalmak II. Viszkozitás (belső súrlódás) olyadékok fajtái I. y y 1. Ideális súrlódásmentes, nem összenyomható ρ=konstans, =0 y =nyíróerő =folyadéklemez területe =iszkozitás =áramlási sebesség =folyadéklemezek közötti táolság = Δ Δy 2. Nem ideális (reális) a. Newtoni (iszkózus) független a nyírófeszültségtől / =nyírófeszültség (τ) Δ/Δy =sebesség grádiens (D) iszkozitás mértékegységei: = τ D 1Pas = 1 Ns = 10P( poise) 2 m b. Nem-newtoni (anomális) a nyírófeszültséggel áltozik

olyadékok fajtái II. Sebességgrádiens és nyírófeszültség összefüggése reális folyadékokban Áramlások fajtái D St.Venant Newton Bingham 1. Stacionárius Csőkeresztmetszeten időegység alatt átáramló folyadékmennyiség konstans Casson 2. Lamináris olyadékrétegek nem keerednek 3. Turbulens olyadékrétegek keerednek τ f τ f =folyási határ (küszöbfeszültség) Viszkoelasztikus anyagok: elasztikus test + iszkózus folyadék (pl. polimer-, makromolekula-oldatok) Stressz-relaxáció: feszültség lecsengése idő függényében hirtelen megnyújtott iszkoelasztikus testben. NB: ér nem-newtoni folyadék! τ Reynolds szám: lamináris R = rρ 1000 turbulens =folyadékáramlási sebesség (m/s) r=cső sugara (m) ρ=folyadék sűrűsége (kg/m 3 ) =iszkozitás (Ns/m 2 ) R Törényszerűségek ideális folyadékokban I. Törényszerűségek ideális folyadékokban II. Kontinuitási egyenlet 1 1 2 2 Bernoulli törény p + 1 2 ρ2 + ρgh = konst 1 2 ρ2 ρgh p=sztatikus nyomás =dinamikus nyomás =hidrosztatikai nyomás 1 1 = 2 2 = konst =keresztmetszet =áramlási sebesség p 1 p 2 1 2

Törényszerűségek iszkózus folyadékokban I. Stokes erő Stokes törény Hidrodinamikai húzóerő (Stokes erő): = γ = 6rπ = γ = 6rπ = erő γ = közegellenállási (súrlódási) együttható, alaki faktor = folyadékáramlási sebesség r = gömb sugara = iszkozitás Hat folyadékban álló részecskékre Hat álló folyadékban mozgó részecskékre Törényszerűségek iszkózus folyadékokban II. Orosi, biológiai jelentőség Hagen-Poiseuille törény Bernoulli törény: Hagen-Poiseuille törény: p 1 r p 2 V t = πr 4 dp 8 dl Elágazódó érszakasz V t = πr 4 dp 8 dl l V=térfogat t=idő (V/t=Q = térfogati áramerősség) r=cső sugara =iszkozitás p=nyomás l=cső hossza (dp/dl=nyomásgrádiens, fenntartója p 1 -p 2 ) aneurysma, értágulat: áramlás csökken (kontinuitási egyenlet alapján) nyomás nő tágulat fokozódik Átáramló érmennyiség drasztikusan csökken pathologiás állapotokban: érszűkület (pl. diabetes, Bürger-kór) ériszkozitás-áltozás (pl. láz, anaemia)

VÉRKERINGÉS BIOIZIKÁJ 1. Vér mint folyadék 2. ériszkozitás meghatározói 3. z érrendszer 4. Erek mint rugalmas falú csöek 5. érkeringés segéderői VÉR MINT OLYDÉK Testtömeg 55-60%-a íz 42 kg (70 kg testsúly) 2/3 1/3 extracelluláris intracelluláris 14 kg 28 kg 1/3 érplazma 4-5 kg Vér 2/3 intersticium 9-10 kg Átlagos térfogat: 5 l Átlagos iszkozitás: 5 mpas Átlagos sűrűség: 1.05 g/cm 3 Összetétel: 40-45 % alakos elem, 55-60 % plazma VÉRVISZKOZITÁS MEGHTÁROZÓI I. VÉRVISZKOZITÁS MEGHTÁROZÓI II. 1. Hematokrit (htc, φ): Normálérték: 0.4-0.5. htc = sejtek össztérfogat 2. Plazmaiszkozitás Elsősorban a plazmafehérjéktől függ. Paraproteinaemiákban (Myeloma multiplex. plasmocytoma) az immunglobulinok mennyisége kórosan fokozódott, mely iszkozitásnöekedéshez ezet. ér mint szuszpenzió iszkozitása (az élettanilag releáns htc tartományban): s =szuszpenzió iszkozitása, B=tapasztalati állandók lg s = + Bφ Plazmafehérje Normális koncentráció %-os megoszlás lbumin 35-50 g/l 55% eladat kolloid ozmotikus nyomás fenntartása, transzport Globulinok 20-25 g/l 38% Immunrendszer részei ibrinogén 2-4.5 g/l 7% Véraladás

ibrinogén, fibrin VÉRVISZKOZITÁS MEGHTÁROZÓI III. 47,5 nm ibrinogén: MW = 340.000 Da Plazmában 2-4 g/l 10 μm Átlagos táolság a fibrinogénmolekulák között: 55 nm 3. Vörösértestek deformálhatósága Vt-méretű szilárd részecskék 65%-os szuszpenziója téglakemény. 95%-os t-szuszpenzió iszkozitása csupán 20 mpas! Deformáció: csepp, ejtőernyő, nyílhegy alakú sejtek. 3 μm 7-11 μm átmérőjű korong alakú sejt VVT deformálás lézercsipesszel ixált, benyomatot tartó VVT (M) VÉRVISZKOZITÁS MEGHTÁROZÓI III. VÉRVISZKOZITÁS MEGHTÁROZÓI IV. 4. Vörösértestek aggregációs készsége 5. Áramlási sebesség, sebességgrádiens Pénztekercsképződés (Rouleaux). lacsony áramlási sebességnél fokozott hajlam. (mpas) 5 Pénztekercs 0 0 0.05 V (m/s)

ériszkozitás meghatározói V. 6. Érátmérő (mpas) 5 2 0 500 50 N.B.: -Érátmérő csökkenéséel a ér anomális (nem-newtoni) iselkedése kerül előtérbe. 5 Érátmérő (μm) -xiális migráció: a t-k az ér tengelyébe, sejtoszlopba állnak be: tengely közelében csökken, az érfal közelében nő a sebességgrádiens (csökken a látszólagos iszkozitás, åhraeus-lindquist effektus).