Do opisywania właściwości obwodu krążenia — z pewnymi zastrzeżeniami — można zastosować prawa hydrodynamiki, w szczególności prawo ciągłości strumienia oraz prawo Bernoulliego.
Przepływ cieczy określa się natężeniem przepływu J, definiuje się je stosunkiem objętości AF cieczy przepływającej przez poprzeczny przekrój strumienia do czasu At przepływu, czyli
Prawo ciągłości strumienia — słuszne dla cieczy nieściśliwej, poruszającej się ruchem laminarnym, w przewodach sztywnych — można sformułować: przez dowolny przekrój poprzeczny przewodu, w tym samym czasie, przepływa ta sama objętość cieczy (ryc. 13.2), czyli natężenie przepływu jest stałe niezależnie od przekroju przewodu
Ji-J-i— ••• const
Prawo ciągłości strumienia można też wyrazić w postaci: iloczyn pola przekroju przewodu i prędkości cieczy jest stały
Sx vx — So v2 = ... const 13.2
SM
Wynika to z definicji natężenia przepływu. Podstawiając w 13.1 AK = S ■ A/ otrzymuje się J — ^ - = A /
= Sv, albowiem jest- = v, czyli prędkością cieczy.
A t
Według prawa ciągłości strumienia prędkość przepływu cieczy jest odwrotnie proporcjonalna do pola przekroju przewodu (ryc. 13.2).
Al,
(' |
^pf1 | |
ązp— | ||
l |
/ |
v2
Ryc. 13.2. Przez dowolny przekrój rury przepływa w tym samym czasie ta sama objętość cieczy. Zmiana energii kinetycznej cieczy wymaga wykonania pracy: F, - All—F1 - A/2, inaczej: p, - AK— px - AK.
Stosując prawo ciągłości strumienia do obwodu krążenia należy zwrócić uwagę, że naczynia krwionośne się rozgałęziają, w związku z tym natężenie w przewodzie doprowadzającym jest równe sumie natężeń w poszczególnych rozgałęzieniach J = £./„. ^a powierzchnię przekroju strumienia należy więc przyjąć sumę pól odpowiednich przekrojów wszystkich naczyń w danym odcinku krążenia S = £ S„.
Poza tym przy stosowaniu prawa ciągłości strumienia do układu krążenia należy uwzględnić pewne zastrzeżenia. Tak przekrój naczynia, jak i prędkość przepływu cieczy powinny być w danym miejscu stałe w czasie. Nie uwzględniając nawet lokalnych zmian przekroju naczyń związanych z tętnieniem, nie bez znaczenia jest kurczliwość naczyń małych, zmic-
247