ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОСТИ ВОЗДУХА НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА

Прежде всего, следует отметить, что бронхолегочная система человека имеет древовидную иерархическую строение: респираторные воздуховоды на пути от трахеи до альвеол испытывают многократных ветвлений (бифуркаций). Предположим, что структура бронхиального дерева подчинена закону правильной дихотомии каждый воздуховод, начиная с трахеи, разветвляется на два идентичных бронхи меньшего калибра. Совокупность бронхов (бронхиол), расположенных после nого ветвления, считая со стороны трахеи, принято называть nим поколением бронхов. При этом считается, что для трахеи n = 0. Согласно классической вейбеливською модели, при правильной дихотомии в респираторном тракте насчитывается 24 поколения бронхов.

Конечно, для реального бронхиального дерева человека количество дочерних бронхов после бифуркации не обязательно равна двум, а их геометрические параметры могут отличаться. Кроме того, количество поколений бронхов иногда значительно превышает 24. Несмотря на это, правильная дихотомия в целом адекватно отражает структурные особенности бронхиального дерева, важны для формирования его акустических свойств. Об этом свидетельствует сравнительный анализ результатов для моделей бронхиального дерева как с сохранением, так и с нарушением правильной дихотомии, проведенный в.

По геометрии респираторных воздуховодов, то их можно считать прямыми трубками кругового поперечного сечения. Такое простое представление справедливо для бронхов транзиторной зоны (n <16). Данные о линейные размеры респираторных воздуховодов можно найти.

Еще один важный момент оценка волновых размеров респираторных воздуховодов, прежде всего, диаметров их поперечных сечений. Считая скорость распространения звука в них в равной

Рис. 3. Эффективная скорость звука (а) и коэффициент затухания (б) в бронхиальной ВОЗДУХЕ для бронха nго ПОКОЛЕНИЯ

жалось, что бронхиальное воздух имеет плотность рд = 1.29 кг/м3, скорость звука cg = 330 м / сй динамическую вязкость ^ д = 1.81 | 105 Нс/м2 [19]. Значение линейных размеров респираторных воздуховодов были заимствованы из монографии Вейбеля.

На рис. 3 представлено эффективную скорость звука и коэффициент затухания для бронхов разных поколений, рассчитанные по формуле (6). Из графиков видно, что учет вязкости воздуха приводит к появлению ярко выраженной дисперсии звуковых волн в бронхах разных поколений. На низких частотах (для которых \ fcM \ rn <1), происходит значительное снижение фазовой скорости распространения звуковой волны за счет вязкого торможения воздуха на стенках. Для крупных бронхов (п <5) этот эффект ощутим лишь в диапазоне ниже 10 Гц. В то же время, для конечных бронхиол (10 <п <16) снижение скорости на 30 ^ 50% имеет место на частотах, превышающих сотни герц. Заметим, что для бронхов всех поколений эффективная скорость звука остается меньше скорости звука в неограниченном воздухе. Так, для конечной бронхиолы с п = 16 эффективная скорость звука на частоте 100 Гц составляет лишь около 39% скорости звука в воздухе, на частота 460 Гц около 75%, а на частоте 2 кГц менее 89%.

Введите ваше имя:

Комментарий:

Защита от спама - решите пример: