Question

Difficulty: HardHemodinamik ve Kan Akımı Fiziği

Bir patofizyolojik süreçte hastanın kan viskozitesinin yarıya düştüğü (η/2\eta/2) saptanmıştır. Bu süreçte homeostatik yanıt olarak damar direncini düzenlemek amacıyla arteriyoler daralma meydana gelmiş ve damar yarıçapı da yarıya inmiştir (r/2r/2). Kan akım hızının (debi, QQ) bu değişimlere rağmen sabit kaldığı varsayılmaktadır.

Buna göre, söz konusu damar segmentindeki direnç (RR) ve türbülan akım eğilimini yansıtan Reynolds sayısı (ReRe) başlangıca göre nasıl değişir?

  1. Direnç 8 katına çıkar, Reynolds sayısı 4 katına çıkar.Answer
  2. B
    Direnç 16 katına çıkar, Reynolds sayısı 2 katına çıkar.
  3. C
    Direnç 8 katına çıkar, Reynolds sayısı değişmez.
  4. D
    Direnç 4 katına çıkar, Reynolds sayısı 4 katına çıkar.
  5. E
    Direnç 16 katına çıkar, Reynolds sayısı 8 katına çıkar.

Answer

Direnç 8 katına çıkar, Reynolds sayısı 4 katına çıkar.
Doğru seçenekte belirtildiği üzere, Poiseuille yasasına göre direnç viskozite azalsa da yarıçapın 4. kuvvetle azalması nedeniyle 8 kat artar (0,5/0,0625=80,5 / 0,0625 = 8). Reynolds sayısı formülünde ise hızın 4 kat artması ve çapın yarıya inmesi birbirini dengeler gibi görünse de paydadaki viskozitenin de yarıya inmesi sonucu değer 4 katına çıkar.

Step-by-Step Solution

1
Dirençteki (RR) değişimi Poiseuille yasası ile hesaplayın.
R=8ηLπr4R = \frac{8\eta L}{\pi r^4} formülüne göre; η0,5η\eta \rightarrow 0,5\eta ve r0,5rr \rightarrow 0,5r olduğunda, yeni direnç Ryeni=0,5(0,5)4Reski=0,50,0625Reski=8ReskiR_{yeni} = \frac{0,5}{(0,5)^4} R_{eski} = \frac{0,5}{0,0625} R_{eski} = 8 R_{eski}.
Direnç viskozite ile doğru, yarıçapın dördüncü kuvveti ile ters orantılıdır.
2
Debi (QQ) sabitken çizgisel hızdaki (vv) değişimi belirleyin.
Q=v×AQ = v \times A ve A=πr2A = \pi r^2 olduğundan; yarıçap yarıya inerse kesit alanı (AA) 4 kat azalır. Debiyi sabit tutmak için hız (vv) 4 katına çıkmalıdır (v4vv \rightarrow 4v).
Süreklilik ilkesine göre daralan bölgede akışkanın hızı artar.
3
Reynolds sayısındaki (ReRe) değişimi hesaplayın.
Re=vdρηRe = \frac{v \cdot d \cdot \rho}{\eta} formülünde; v4vv \rightarrow 4v, d0,5dd \rightarrow 0,5d ve η0,5η\eta \rightarrow 0,5\eta değerleri yerine konulduğunda: Reyeni=40,50,5Reeski=4ReeskiRe_{yeni} = \frac{4 \cdot 0,5}{0,5} Re_{eski} = 4 Re_{eski}.
Reynolds sayısı hız ve çapla doğru, viskozite ile ters orantılıdır.

Key Concept

Poiseuille ve Reynolds denklemlerinde değişkenlerin (yarıçap, viskozite, hız) bileşke etkisi.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question