Уравнение Бернулли, статическое, гидростатическое, динамическое и полное -давления

Текущей жидкости.

Идеа́ льная жи́ дкость — в гидродинамике — воображаемая (идеализированная) жидкость, в которой, в отличие от реальной жидкости, отсутствуют вязкость и теплопроводность. В идеальной жидкости отсутствует внутреннее трение, то есть, нет касательных напряжений между двумя соседними слоями.

Уравнение неразрывности - соотношение между скоростью течения, объемным расходом среды и расстоянием между линиями тока. Это уравнение выражает один из основных законов гидроаэромеханики, согласно которому объемный расход во всякой трубке тока, ограниченной соседними линиями тока, должен быть в любой момент времени одинаков во всех ее поперечных сечениях. Поскольку объемный расход Q равен произведению скорости текущей среды V на площадь A поперечного сечения трубки тока, уравнение неразрывности имеет следующий вид:

Q = V₁A₁ = V₂A₂ или же vS = const ( v - скорость жидкости, S - площадь сечения трубы, по которой течёт жидкость. Смысл - сколько воды вливается - столько и должно вылиться, если условия течения неизменны).

Поэтому там, где сечение велико и линии тока разрежены, скорость должна быть мала, и наоборот. (Все три части этого двойного равенства должны выражаться в одной и той же системе единиц. Так, если величина Q выражена в м³/с, то скорость V должна выражаться в м/с, а площадь A - в м².)

Уравнение Бернулли имеет вид: р + рv² + pgh = const.

где р - давление жидкости, р - её плотность, V - скорость движения, g - ускорение свободного падения, h - высота, на которой находится элемент жидкости.

Согласно уравнению Бернулли, в случае установившегося течения, для которого не имеют существенного значения все другие характеристики текущей среды, кроме плотности (удельного веса), полный напор одинаков во всех поперечных сечениях трубки тока. Если к отверстию в стенке трубы присоединить манометрическую трубку, то жидкость в такой трубке поднимется на высоту, равную гидростатическому напору. Если манометрическую трубку выставить навстречу потоку, то жидкость в манометре поднимется на дополнительную высоту, равную скоростному напору. Трубка, имеющая одновременно торцевое и боковые манометрические отверстия, называется трубкой Пито и используется для определения скорости течения по измеренному скоростному напору. Трубки Пито входят в комплект измерительного оборудования всех самолетов, а также широко применяются для измерений скорости течения в трубопроводах, вентиляционных воздуховодах, в аэро- и гидродинамических трубах.

Если скорость течения равна нулю (т.е. среда не движется), то уравнение Бернулли сводится к простому уравнению гидростатики.

Согласно этому уравнению, увеличению высоты в неподвижной среде жидкости или газа соответствует равное уменьшение гидростатического напора. Поэтому давление в любой точке неподвижной жидкости равно глубине этой точки под свободной поверхностью, умноженной на удельный вес жидкости. На основе этого соотношения вычисляется давление жидкости на стенки резервуаров, а также проводится анализ плавучести и остойчивости морских и речных судов.

В тех случаях, когда скорость течения отлична от нуля, уравнение Бернулли совместно с уравнениями неразрывности и закона сохранения количества движения позволяет решать практически важные задачи - о расходе среды, текущей через измерительные диафрагмы, поверх измерительных и водосбросных водосливов и под затворы шлюзовых галерей; о траектории струи жидкости; о форме, скорости и силе волн, действующих на суда и волноломы. Хотя в таких задачах обычно рассматривается течение воды под атмосферным слоем воздуха, аналогичные процессы гравитационного характера имеют место в случае течения более холодной (и, следовательно, более плотной) воды под более теплой, как и других жидкостей и газов разной плотности. Таким образом, водным потокам в реках аналогичны океанские течения и ветры, поскольку все гравитационные явления подчиняются одним и тем же законам гидроаэромеханики.

Мембранный потенциал клеток. Биологические потенциалы тканей и органов. Физические основы электрокардиографии и вектор электрографии (ЭКГ и ВЭКГ).

Функционирование клеток биологических тканей сопровождается изменением концентрации ионов калия и натрия, входящих в состав цитоплазмы и межклеточной жидкости. При этом изменение концентрации ионов по обе стороны клеточной мембраны приводит к изменению мембранного потенциала. Ткань или орган, состоящие из клеток, создают в каждый момент электрическое поле, потенциал которого является геометрической суммой всех мембранных потенциалов отдельных клеток (в соответствии с принципом сложения электрических полей).

В состоянии покоя наружная поверхность клеточной мембраны имеет положительный заряд, а внутренняя - отрицательный. Это состояние называют состоянием поляризации клетки. При возбуждении клетки меняется проницаемость мембраны, и внутрь клетки устремляются положительные ионы натрия. Нейтрализация внутреннего отрицательного заряда клетки приводит к изменению знака мембранного потенциала, в результате чего внешняя поверхность клетки становится отрицательно заряженной. Это состояние называют деполяризацией. Обратный переход из состояния возбуждения в состояние покоя называют реполяризацией.

Из всех органов сердечная мышца - миокард обладает способностью автоматического чередования состояний покоя и возбуждения, благодаря наличию в ней не только мускульных клеток, но и системы специфических нервно-мышечных элементов, называемых проводящей системой сердца. Автоматизм сердечных сокращений задаёт входящий в эту систему синусный узел, расположенный в правом предсердии. От него процесс возбуждения в определённой последовательности охватывает остальные участки миокарда с периодичностью, определяющей цикл сердечных сокращений.

Процесс возбуждения каждого участка сердечной мышцы сопровождается изменением знака поверхностного заряда клеток. При этом происходит непрерывное перемещение границы положительно и отрицательно заряженных клеток, что приводит к изменению электрического поля сердца.

Электрокардиография - диагностический метод, основанный на измерении потенциалов электрического поля работающего сердца. Изменение потенциала электрического поля всей сердечной мышцы связано с последовательность возбуждения определённых её участков в течение цикла сокращений сердца. В этом и заключена принципиальная возможность связать вид кривой изменения биопотенциалов сердца (ЭКГ) с состоянием отдельных его участков.

В настоящее время наибольшее признание получила дипольная теория образования ЭКГ. предложенная Эйнтховеном. Согласно этой теории, на границе возбуждённого и невозбуждённого участков миокарда возникают разноимённые заряды или элементарные диполи. В сердце одновременно возникает множество таких диполей с различными направлениями моментов. Векторная сумма моментов всех диполей образует мгновенное значение суммарного электрического вектора сердца - (ЭВС). ориентация и величина которого меняется во времени. Принято считать, что начало ЭВС всё время находится в одной точке, называемой электрическим центром сердца.

За время сердечного цикла конец ЭВС описывает три замкнутые кривые с общей точкой в электрическом центре сердца, соответствующие: деполяризации предсердий, деполяризации желудочков, реполяризации предсердий. Направление ЭВС, соответствующее моменту деполяризации желудочков, называют электрической осью сердца.

Для регистрации кривой изменения биопотенциалов сердца Эйнтховеном было предложено снимать разности потенциалов между тремя точками, расположенными на: запястьях левой руки (ЛР) и правой руки (ИР) и на щиколотке левой ноги (ЛН). Эти точки образуют равносторонний треугольник. центр которого совпадает с электрическим центром сердца.

Этот треугольник получил название треугольника Эйнтховена, а варианты снимаемых разностей потенциалов называются стандартными отведениями:

ЛР - ПР - I отведение.

ЛН - ПР - II отведение.

ЛН - ЛР - III отведение.

ЭКГ, снимаемые в каждом из отведений, представляют собой проекции мгновенных значений ЭВС на соответствующую сторону треугольника Эйнтховена.

При этом Р-зубец ЭКГ является проекцией первой петли, описываемой концом ЭВС (деполяризации предсердий). QRS-зубец- проекция второй большой петли (деполяризация желудочков), Т-зубец - проекция третьей малой петли (реполяризация предсердий).

Можно наблюдать и сами петли па экране Электронно-лучевой трубки. Их получают при одновременной подаче напряжений двух отведений: на отклоняющие пластины ЭЛТ (одного на вертикально, другого на горизонтально отклоняющие пластины). Этот метод диагностики получил название вектор электрокардиографии (ВЭКГ).

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒