Hydrodynamik 2. - Flagellum!!!!

Question 1

Erklären

Answer 1

• Querschnittsfläche ist umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit
• Q ist am größten bei den Kapillaren
• der Druck nimmt ab von den Arterien zu den Venen

Question 2

Darstellung Erklären. Wie ergibt sich die treibende Kraft F_D?

Answer 2

• laminarer Strom durch ein Rohr->Bewegung konzentrischer Zylinder eines Fluids
• >Abbildung->zentraler Zylinder mit Radius r, umgeben von identsichen infinitesimal dicken Wänden(dr)
• innere Zylinder bewegen sich schneller als äußere
• treibende Kraft-> Stirnffläche Zylinders mal den Druckunterschied entlang des Rohrs

Question 3

Was ist die Reibungskraft?Proportional?

Answer 3

• wirkt der treibenden Kraft des Wasserzylinders entgegen
• proportional zum negtaiven Geschwindigkeitsgradienten(Scherrate)->weil die r-Koordinate in Richtung der Gefäßwand ist
• proportional zur Mantelfläche->2πrl
• und proportional zur Viskosität des Fluids

Question 5

Was gilt bei stationärer Bewegung für triebende und Reibungskraft?

Answer 5

F_D=F_F

Question 6

Wo ist die maximale Geschwindigkeit? Wo v=0?Was sagt das über die Größe einer Röhre?

Answer 6

• bei r=0->maximal->da Fluss die weiteste Distanz von der Oberfläche hat->Mitte eines größeren Rohrs->schnellerer Fluss als bei kleinerem Rohr
• bei r=R->v=0

Question 7

Was gibt die Hagen-Poiseuille-Gleichung an?

Answer 7

Den Volumenfluss(J_v) durch ein Rohr

Question 8

Welche konsequenz hat die 4. Potenz bei der Hagen-Poiseuille-Glecihung?

Answer 8

• medizinisch: bei nur kleinen Abweichungen des Durch messers(z.B. durch Plaques)->kommt es zu großen Veränderungen des Volumenstroms
• um Volumenstrom zu kompensieren muss der Blutdruck verändert werden

Question 9

Blut: was ist newtonisch und was nicht?

Answer 9

• Blutplasma-> newtonisch
• Zellen und Körperchen-> nicht newtonisch

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Question 10

Warum ist Blut kompizierter als das mit der Hagen-Poiseullegleichung beschriebene newtonsche Fluid? 9 Punkte

Answer 10

1. Viskosität Funktion der Scherrate-> scherverdünnend->bei niedriger Flusgeschwindigkeit ->Aggregation->Geldrollenbildung
2. starke Verformung der Blutzellen in engen Kapillaren
3. Viskosität abhängig vom Hämatokritwert des Bluts ->mehr Hämatokrit->mehr Viskosität
4. in großen Blutgefäßen konzentrieren sich Erythrozyten in der Mitte der Kapillaren->Redktion der gesamten Reibung
5. der Kapillarendurchmesser ist nicht konstant und das Geschwindigkeitsprofil passt sich nur langsam an->agbeflachtes Geschwindigkeitsprofil
6. Blutdruck ist nicht konstant sondern gepulst
7. Blut ist viskoelastisch durch Hämatokriten
8. Pulsgeschwindigkeit Funktion der dichte und nicht der Viskosität???
9. Verzweigungen->nur bei kleinen Winkeln kommt es zu keiner Turbulenz->große Winkel erhöhen l und damit die Reynoldsnummer