Распределение компонентов крови в потоке Пуазейля

Термодинамический подход использован для описания стационарных распределений компонентов крови в цилиндрическом потоке Пуазейля. На его основе описан метод численного моделирования распределения компонентов крови по сечению кровеносных сосудов. Дисперсные фазы представлены совокупностью клеточных компонентов (эритроцитов, лейкоцитов и др.), плазма крови рассматривается как низкомолекулярная дисперсионная среда. Распределения получены на основе условия инвариантности механохимических потенциалов (сумма химического потенциала и механической энергии) компонентов, выполняющегося при стационарных равновесиях в стационарных внешних полях разной природы. Расчёт сводится к численному поиску решения системы трансцендентных уравнений, соответствующих условию неразрывности среды. Эта система имеет единственное решение, описывающее согласованные распределения всех компонентов многофазного потока по сечению. Показано, что в течении Пуазейля распределения отдельных дисперсных фаз могут иметь до трёх симметричных экстремумов, положение которых определяется условиями течения (скорость сдвига, диаметр сосуда, состав крови). В качестве демонстрации возможностей модели приведены распределения компонентов крови (эритроцитов, тромбоцитов, лимфоцитов) для сосудов диаметром от 0,1 до 5 мм при скоростях сдвига от 1 до 100 с-1. Показано, что существует весьма сложная взаимосвязь между параметрами потока (скорость сдвига, диаметр кровеносного сосуда) и составом крови. В отличие от большинства гидродинамических моделей двухфазных течений термодинамический подход позволяет рассматривать распределения произвольного множества дисперсных и низкомолекулярных компонентов крови, включая чужеродные.