Meghatározzuk a légutak aerodinamikai ellenállását. Légúti ellenállás. Szellőztetés és légzésmechanika

Eddig csak a légzőrendszer rugalmas vagy statikus összetevőjét vettük figyelembe. Van azonban a munkának egy további rugalmatlan vagy dinamikus összetevője, amelynek leküzdése normál légzési sebesség mellett a teljes ráfordított energia 30%-át emészti fel. A nem elasztikus ellenállás két fő összetevőből áll: a szöveti deformációból eredő viszkózus ellenállásból és a légutakon keresztüli gázáramlással összefüggő súrlódási ellenállásból. Súrlódási ellenállás légutak a teljes rugalmatlan munka 75-80%-át teszi ki. Mivel a tüdőbetegségekben leggyakrabban ez az összetevő változik, a szövetek viszkózus ellenállását a jövőben nem veszik figyelembe.

Egy egészséges felnőtt légúti ellenállása 1-3 cm víz. Művészet. 1 l/s gázáramlással. Ennek az értéknek a fele a felső légutakra, a másik fele az alsóra esik. Normális esetben a gázáramlás a hörgőfa nagy részében lamináris. Turbulencia akkor következik be, amikor a gázáramlás iránya hirtelen megváltozik, vagy meghalad egy bizonyos kritikus lineáris sebességet. Bár feltételezhető, hogy a turbulencia elsősorban a hörgőkben jelentkezik, a valóságban normális légzés során szinte mindig a glottisban és a légcsőben jelentkezik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a hörgők teljes keresztmetszete jelentősen meghaladja a légcső és a glottis keresztmetszeti területét, ami miatt a hörgők lineáris sebessége sokkal alacsonyabb, mint a kritikus érték. A légutak mentén bekövetkező nyomáscsökkenés a belélegzett gáz viszkozitásától és sűrűségétől, a légutak hosszától és kaliberétől, valamint a rajtuk áthaladó gáz áramlási sebességétől függ. A gáz viszkozitása fontos tényező a lamináris gázáramlás ellenállásának meghatározásában. A turbulens gázáramlásban a gáz sűrűsége játszik fontosabb szerepet. Ez magyarázza az alacsony sűrűségű gáz, például hélium légzési keverékben történő alkalmazásának pozitív hatását lokális felső légúti elzáródás esetén. Az ellenállás nagymértékben függ a légutak kaliberétől, lamináris gázáramlás esetén pedig a sugaruk negyedik hatványával fordítottan növekszik. Ezért a hörgők és a hörgők lumenében még kisebb változások is vezethetnek drasztikus változás ellenállás. Például egy asztmás roham során a légúti ellenállás 20-szorosára nőhet.

Normális esetben a légúti lumen a légutak falának mindkét oldalán fennálló nyomásgradienstől függ. Ez a gradiens az intrapleurális nyomás és a légúti nyomás közötti különbségnek tekinthető. Ez utóbbi érték változó, mivel a légutak mentén a nyomás csökken a gázáramlással szembeni ellenállás miatt. Ezért a légutak falán keresztül ható nyújtási nyomás belégzéskor a legnagyobb kb szájüreg, és a kilégzés során - az alveolusok közelében (3. ábra).

Rizs. 3. Nyomásgradiens a légutakon kívül és belül a kényszerkilégzés során. Az ábrákon látható példákban számos feltételezés szerepel. Elfogadott, hogy a légutak egy vékony falú részből (az alveolusok közelében) és egy merevebb szakaszból állnak. Feltételezzük, hogy az intrathoracalis nyomás + 4 cm víz. Art., nyomás a rugalmasság miatt, + 2 cm víz. Művészet. Ezért az alveolusokban a teljes nyomás +6 cm víz. Művészet. Emfizéma esetén a rugalmasság csökken, ami az alveolusokban a nyomás +5 cm-re csökkenéséhez vezet. Művészet. Elfogadott, hogy a nyomásesés az alveolusokból a hörgőcsövekbe (AP) általában 1 cm víz. Művészet. A légutakon kívüli nyomás csak a merev szakaszon haladja meg a belső nyomást. Ezért a légutak nyitva maradnak. Elfogadott, hogy tüdőtágulás esetén az ellenállás nagyobb a légutak azon részén, amely az alveolusokkal szomszédos (LR = +2 cm vízoszlop). A légutak vékonyfalú szakaszán a külső nyomás meghaladja a belső nyomást, ami ezek süllyedéséhez vezet. Nál nél bronchiális asztma közepes méretű légutakat szűkíti a hörgőgörcs, és tovább szűkíti a nyomásgradiens (Campbell, Martin, Riley, 1957 szerint). 1 - norma; 2-emfizéma; 3-asztma.

Mivel a tüdő és a légutak kompatibilitása közel azonos, a tüdőtérfogat növekedésével párhuzamosan az utóbbiak lumenje tágul, tüdőfelfújással szembeni ellenállásuk csökken. A kilégzés során a belégzésben részt vevő légzőizmok tónusa fokozatosan gyengül, a rugalmas erő hatására a tüdő összeesik és kinyomja a levegőt az alveolusokból, így a légutakban magasabb nyomást tartanak fenn, mint a pleurális üregben. Ha a rugalmasság részben csökken vagy a légúti ellenállás megnő, a passzív kilégzési mechanizmus kevésbé hatékony. A kompenzáció a tüdő nagyobb nyújtásával, ami növeli azok rugalmas ellenállását, vagy a kilégzési izmok aktív összehúzódásával érhető el. Az első lehetőség egy gyakori reakció, és megmagyarázza a tüdő térfogatának növekedését bronchiális asztmában és emfizémában. A második esetben a kilégzési izmok aktív összehúzódása esetén a gázáramlási sebesség növekedése a kilégzéskor korlátozott, mivel az intrathoracalis nyomás növekedésének nemcsak a légutak terminális szakaszában van alkalmazási pontja, hanem azon kívül is. . Ennek eredményeként a nyomásgradiens csökken, ami normál esetben fenntart egy bizonyos légúti hézagot belégzéskor és kilégzéskor. Végül a légutak összeeshetnek a kilégzés során, ami az úgynevezett légcsapdát eredményezi (Campbell, Martin, Riley, 1957).

A légúti lumen szűkülése a kilégzési izmok összehúzódása miatt jelentősen megnöveli a gázáramlás lineáris sebességét, bár a térfogati sebesség csökkenhet. A köhögés során a gázáramlás sebességének növekedése segít a légutak megtisztításában a váladékoktól. Sőt közben erős köhögés a légsugár sebessége „szuperszonikussá” válhat.

A tüdőszövet rugalmas ellenállása a belélegzett levegő általi nyújtással szemben nemcsak a tüdő rugalmas szerkezetétől függ. Ennek oka az alveolusok felületi feszültsége és a felületaktív anyag jelenléte is, amely tényező csökkenti a felületi feszültséget.

Ez a foszfolipidekben és lipoproteinekben gazdag anyag az alveoláris epitélium sejtjeiben képződik. A felületaktív anyag megakadályozza a tüdő összeesését a kilégzés során, az alveoláris falak felületi feszültsége pedig megakadályozza, hogy a tüdő túlnyúljon belégzéskor. Az erőltetett belégzésnél maguk a tüdőszerkezetek rugalmas erői is megzavarják a pulmonalis alveolusok túlnyúlását.

A külső légzés hatékonysága a pulmonalis lélegeztetés mértéke alapján értékelhető. Ez a légzés gyakoriságától és mélységétől függ. A pulmonalis lélegeztetés értéke közvetetten összefügg a tüdő létfontosságú kapacitásával. Egy felnőtt ember 1 légzési ciklus alatt átlagosan körülbelül 500 cm 3 levegőt szív be és ki.

Ezt a térfogatot légzésnek nevezik. Egy további, normál légzés után, a maximális lélegzetvétellel, további 1500-2000 cm 3 levegőt lélegezhet be (további belégzési térfogat). Csendes kilégzés után további körülbelül 1500 cm 3 levegőt lélegezhet ki. Ez a kiegészítő kilégzési térfogat. A tüdő létfontosságú kapacitása megegyezik a légzés összértékével és a további be- és kilégzési térfogatokkal.

"Emberi fiziológia", N.A. Fomin

A légzés egy folyamatos biológiai gázcsere folyamat a test és a külső környezet között. A légzés során a légköri oxigén átjut a vérbe, és a kilélegzett levegővel távozik a szervezetben képződött szén-dioxid. A légzést külső (pulmonális) és belső (szöveti) légzésre osztják. A köztük lévő köztes kapcsolat - a gázok vér általi átadása - lehetővé teszi, hogy a vér légzési funkciójáról beszéljünk. Emberi légzés...

A pulmonalis lélegeztetés nyugalmi állapotban 5-6 dm3. Izommunka során 1 perc alatt 100 dm3-re és többre nő. A pulmonalis lélegeztetés legmagasabb értékei (150 dm3/perc-ig) tetszőleges mély és gyakori légzéssel érhetők el (maximális pulmonalis lélegeztetés). A külső légzés során gázcsere történik az alveoláris levegő és a vér között. Gázcsere a...

A belső légzés az oxigénnek a tüdőkapillárisokból a szövetekbe való eljuttatásával kezdődik. Oxigénszállítás történik alakú elemek vér - eritrociták - és részben vérplazma. Nál nél egészséges ember ban ben normál körülmények között 100 cm3 vérenként körülbelül 20 cm3 O2 köthető a hemoglobinhoz (1 g Hb 1,34 cm3 02-t köt meg, 15 g - 20,1 ...

Az O2 parciális nyomása a szövetekben nem állandó. Intenzív munkával a nullához közelíthető. Ezért oxigén artériás vér gyorsan behatol a szövetbe. Az artériás vérben az O2 parciális nyomása 13-13,5 kPa. NÁL NÉL vénás vér az O2 parciális nyomása kétszeresére vagy többre csökken. 10-12 cm3 O2-t tartalmaz...

Az izommunkával járó megnövekedett energiafelhasználás megnövekedett anyagcsere folyamatok anaerob és aerob körülmények között egyaránt előfordul. Az izommunka során a légzésfunkcióban adaptív változások következnek be, amelyek az edzettség növekedésével javulnak. A szisztematikus izomtevékenység eredményeként növekedés tapasztalható életerő tüdő. Az érett korú sportolóknál ez átlagosan 4,7 - ...

Pihenőn vázizmok nem igényel bőséges véráramlást - 100 g tömegre 1 percenként. körülbelül 2-3 ml folyik át rajtuk (a szívben - 50-90 ml, az agyban - 50 ml). Tekintettel arra, hogy a vázizmok részaránya körülbelül 30 kg, a nem működő vázizmokon keresztüli percnyi véráramlás átlagosan eléri a 900-1200 ml-t, ami az IOC körülbelül 15-20%-a. Edzés közben megnő az oxigén és az oxidációs szubsztrátok iránti igény. Ezért a véráramlást fokozni kell. Maximális fizikai megterhelés esetén elérheti a 22 litert percenként (maximális IOC - 25 l / perc). Az ilyen véráramlás biztosításához először is újra kell osztani a véráramlást: azok a szervek, amelyek átmenetileg csökkenthetik az anyagcserét, ami átmenetileg csökkentheti az oxigénfogyasztást, a vázizmoknak adják át a "vérük" részét. A dolgozó izmok érrendszerének ezt az újraelosztását és bővítését speciális mechanizmusok - metabolikus (lokális) és reflex - segítségével érik el.

A vázizom ereit szimpatikus rostok beidegzik. Sok szerző felismeri, hogy ezek adrenerg rostok, amelyek az alfa-adrenerg receptorokra gyakorolt ​​hatás miatt a vázizomzat ereinek görcsét okozzák. Úgy gondolják, hogy a vázizmokban is jelen vannak szimpatikus kolinerg rostok, amelyek miatt (acetilkolin + M-kolinerg receptorok) az izomerek tágulása következik be. Az ilyen rostok az agykéreg piramissejtjéből származnak, és a munka során az izomerek kezdeti kitágítását biztosítják. Ilyen ereket azonban csak néhány állatnál (macskáknál, kutyáknál) azonosítottak, emberekben azonban még nem.

Tehát a vázizomerek részt vehetnek a szisztémás véráramlás szabályozásában: ha például a szimpatikus rendszert izgatják, görcsbe lépnek, és ezáltal növelik a szisztémás artériás nyomást (norepinefrin + alfa-adrenerg receptorok -> SMC gerjesztés). A fizikai munka során azonban a helyzet megváltozik a felhalmozódó metabolitok (H "1", K 4 ^ ATP, ADP, AMP, adenozin) hatására, CO2 felesleggel, a dolgozó izmokban oxigénhiánnyal, vértágulással. ereket figyeltek meg - ez a metabolitoknak az SMC erekre gyakorolt ​​közvetlen hatásának köszönhető, valamint közvetve - a metabolitok miatt az erek SMC-jének noradrenalinnal (és a vérben keringő adrenalinnal) szembeni érzékenysége megváltozik - ezért az érszűkítő a szimpatikus idegrendszer hatása megszűnik. Lehetséges, hogy közben izommunka ugyanakkor a szimpatikus kolinerg rostok működésbe lépnek, hozzájárulva a további értágulathoz. Tehát egy működő izomban működő hiperémia lép fel.

Ugyanakkor vasospasmus lép fel a nem dolgozó izmokban: ez a szimpatikus hatások aktiválódása miatt következik be, beleértve a nem működő izmok edényeit is. Ezenkívül a dolgozó izmok kemoreceptorainak gerjesztése impulzusok áramlását idézi elő a központi idegrendszerben, aminek eredményeként a gerincvelői vazomotoros központ szimpatikus neuronjai is aktiválódnak, aminek következtében az aktiváló hatások az erekbe jutnak egy még nagyobb mértékben (növekszik az efferens impulzus intenzitása).

Hasonló helyzet áll fenn minden más régióban (a cöliákia ereiben, a bőr ereiben, a vesék ereiben), azaz ahol az alfa-adrenerg receptorok dominálnak az erek SMC-jében. Különös figyelmet kell fordítani a bőrerek viselkedésére: hőcserélőként működnek. Intenzív fizikai aktivitás mellett a vázizmok vérellátása mellett szükség van többlet hő leadására is, amely az izomösszehúzódások eredményeként képződik. Ehhez ki kell nyitni a bőr ereit, hogy a vér áthaladjon a hőcserélőn. Ugyanakkor felesleges vért kell adni az izmoknak - ez a feladat, amely két egymást kizáró folyamatot igényel a megoldáshoz. A valóságban ez a helyzet. Kezdetben a terhelés növekedésével a bőrerek görcsbe rándulnak, majd amikor biztosított a véráramlás a vázizmokon keresztül, kitágulnak, hozzájárulva a hőleadáshoz. Ha a terhelés eléri az ember maximális kapacitását, akkor a bőrerek ismét görcsösek, vagyis vért adnak a vázizmoknak.

Statikus munkavégzés során a véráramlás alacsonyabb, mint dinamikus munkavégzésnél. Ezért a statikus munka unalmasabb.

3.3.2. Kilégzés

A légzőizmok ellazulnak rugalmas tapadás tüdő, gravitáció mellkas térfogata csökken, az intrapleurális nyomás kevésbé negatív, a tüdőtérfogat csökken, az alveolusokban a nyomás magasabb lesz, mint a légköri nyomás, a léghólyagokból és a légutakból levegő távozik a légkörbe. A belégzés aktív, a nyugodt kilégzés passzív.

3.3.3. A negatív intrapleurális érték

légzési nyomás

A tüdőt savós membrán borítja - a mellhártya, amelynek zsigeri lapja parietális lap formájában közvetlenül áthalad a belső felület mellkasfal, zárt pleurális üreget képezve. A mellhártya a nyirok összetételéhez hasonló folyadékot választ ki, a szívburok és a peritoneum savós folyadékát. A pleurális folyadék elősegíti a tüdő csúszását, csökkenti a súrlódási erőket, baktériumölő hatású. A tüdő rugalmas visszarúgása miatt a tüdő nem tölti ki teljesen a mellüreget, a lezárt pleurális üregben 3 mm-es nyomás marad fenn. rt. Művészet. a légköri nyomás alatt egy csendes kilégzés végén. Belégzéskor a térfogat tágulása miatt mellkasi üreg 6 - 9-re emelkedik, és a maximális mély lélegzettel a transzpulmonális nyomás különbsége 20 Hgmm lehet. Az intrapleurális és a légköri nyomás különbsége csak azért negatív, mert ez nem a nyomás abszolút értéke, hanem a két érték közötti különbség. A mellhártya üregében kialakuló negatív nyomás miatt a tüdő folyamatosan feszített állapotban van és követi a mellkast, biztosítva az inspiráció hatékonyságát; a negatív intrathoracalis nyomás megkönnyíti a vénás vér és nyirok áramlását a mellkasüregben lokalizált erekbe.

Pneumothorax- ez kóros állapot, a tömítettség elvesztése és a levegő bejutása a pleurális üregbe az intrapleurális nyomás és a légköri nyomás összehangolása miatt. A pneumothorax típusai: nyitott, zárt, billentyűs (feszült); egyoldalas, kétoldalas; mesterséges (terápiás vagy diagnosztikai). A sérülés oldalán lévő pneumothorax esetén a transzpulmonális nyomás csökken, belégzéskor a tüdő térfogata nem nő, hanem csökken tüdő szellőzés, amely megteremti a szervezet oxigénéhezés kialakulásának előfeltételeit. A mediastinalis szervek elmozdulása a pleurális üreg alacsonyabb nyomású oldala felé akadályozhatja a vénás vér szívbe áramlását, és életveszélyes perctérfogat-csökkenést okozhat. A sérülések során fellépő vérzéssel, fájdalommal kombinálva mindezek a tényezők pleuropulmonalis sokk kialakulásához vezethetnek.

3.3.4. Rugalmas és nem elasztikus légzési ellenállás

A tüdő rugalmas elemei ellenállnak a tüdő tágulásának a belégzés során. A rugalmas ellenállást a tüdő nyújtásához szükséges nyomásnövekedés méri.

Hol: E - rugalmas ellenállás,

dP - nyomásnövekedés,

dV - hangerő növekedés,

C - a tüdő tágulása.

A megfelelés megmutatja, hogy az intrapulmonális nyomás növekedésével mennyivel növekszik a tüdő térfogata. A transzpulmonális nyomás 10 mm-es növekedésével. víz. Művészet. a tüdő térfogata felnőtteknél 200 ml-rel nő.

A tüdő rugalmas tulajdonságait a következők határozzák meg:

1) Az alveoláris fal szövetének rugalmassága a benne lévő rugalmas rostok vázának köszönhetően.

2) A hörgőizmok tónusa.

3) Az alveolusok belső felületét borító folyadékréteg felületi feszültsége.

Az alveolus belső felülete bélelt s ur f a k t a n t o m, egy legfeljebb 0,1 µm vastag réteg, amely keresztirányban orientált foszfolipid molekulákból áll. A felületaktív anyag jelenléte csökkenti a felületi feszültséget, mivel ezeknek a molekuláknak a hidrofil fejei vízmolekulákkal kapcsolódnak egymáshoz, és a hidrofób végek gyengén kölcsönhatásba lépnek egymással és más molekulákkal. Így a felületaktív anyag molekulák vékony hidrofób réteget képeznek a folyadék felületén. A felületaktív anyag jelenléte megakadályozza az alveolusok összeomlását és túlnyúlását. A molekula szabad szakaszának töltései a taszító erők hatására megakadályozzák az alveolusok szemközti falainak közeledését, az intermolekuláris kölcsönhatás ereje pedig ellensúlyozza az alveolusok túlnyúlását. A felületaktív anyag hatására a tüdő megfeszítésekor az ellenállás nő, az alveolusok térfogatának csökkenésekor pedig csökken. A molekulának az alveoláris lumen felőli része hidrofób, taszítja a vizet, így az alveoláris levegőben lévő vízgőz nem zavarja a gázcserét.

Nem elasztikus ellenállás

Belégzéskor és kilégzéskor légzőrendszer legyőzi a rugalmatlan (viszkózus) ellenállást, amely a következőkből áll:

1) a légutak aerodinamikai ellenállása,

2) viszkózus szövetek ellenállása.

A rugalmatlan légzési ellenállás főként a légáramban, valamint a légáram és a légutak falai között fellépő súrlódási erőknek köszönhető. Ezért a légutak aerodinamikai ellenállásaként határozzák meg. Ezt az erővel (P) kell mérni, amelyet arra kell alkalmazni, hogy a légáramot egy bizonyos térfogati sebességről (V) tájékoztassa, és leküzdje a légúti ellenállást (R).

A légúti ellenállás 0,5 l/s légáramlási sebességnél másodpercenként 1,7 cm vízoszlop/l.

4. Tüdőtérfogatok

Árapály térfogata- ez az a levegőmennyiség, amelyet az ember csendes légzés közben beszív (kb. 500 ml). A csendes légzés befejezése után a tüdőbe jutó levegőt ún belégzési tartalék térfogat(kb. 2500 ml), további kilégzés egy nyugodt kilégzés után - kilégzési tartalék térfogata(kb. 1000 ml). A legmélyebb kilégzés után visszamaradó levegő maradék térfogat(kb. 1500 ml). A tüdő létfontosságú kapacitása- a légzési térfogat és a belégzési és kilégzési tartalék térfogatok összege (kb. 3,5 liter). A tüdő maradék térfogatának és vitális kapacitásának összegét ún teljes tüdőkapacitás. Felnőttnél körülbelül 4,2-6,0 liter.

A tüdő térfogatát csendes kilégzés után ún funkcionális maradékkapacitás. A maradék térfogatból és a kilégzési tartalék térfogatból áll. A pneumothorax során összeesett tüdőben lévő levegőt ún minimális hangerő.

Kisebb légzési ellenállás gázálarc használatakor nincs negatív élettani hatása: ritmuslassulást, légzésmélység növekedést okoz. Az ellenállás növekedése és a légzéssel szembeni ellenállás elhúzódó leküzdése a légzőizmok fáradását okozza, ami különösen a kilégzést biztosító izmokban figyelhető meg, mivel a normál légzés során ezek az izmok általában nem túl aktívak.

Jelentős ellenállás esetén a tüdőnek nincs ideje elegendő levegőt beszívni és kilélegezni, hogy biztosítsa a normális gázcserét, különösen a szén-dioxid megfelelő eltávolítását. A szén-dioxid felhalmozódása a vérben fokozott irritációt okoz a légzőközpontban, amely az irritációra a légzés felgyorsulásával reagál. Emiatt egyrészt, másrészt a légzés lassítására hajlamos ellenállás miatt, másrészt felületessé válik, ami a tüdő szellőzésének további romlását és a légúti irritáció fokozódását eredményezi. központ.

A légzés ritmusának automatikus szabályozása a vagus idegnek köszönhető, melynek ágai - efferens vagy szenzoros rostok - a mellkas tágulásakor irritálódnak, és impulzust adnak át a légzőközpontnak, ami leállítja a belégzést és izomlazulást okoz. A légzőközpont fokozott irritációja gyors fáradtságot okoz, aminek következtében még gyenge oldalsó impulzusok is vagus ideg a légzőközpont reakcióját váltják ki, és a be nem fejeződött belégzést a kilégzés váltja fel. Ha egy személynek egyidejűleg izommunkát kell végeznie, amely a tüdő fokozott szellőzését igényli, akkor az ellenállás negatív hatása fokozódik, és anoxémiához és fulladáshoz vezethet.

Légzési ellenállás kilégzéskor nehezebb elviselni, mint az ellenállást belégzéskor. Hosszan tartó munkavégzés (3-4 óra) esetén, amely legfeljebb 2 l/perc oxigénfogyasztásnak felel meg, a legnagyobb kilégzési ellenállás a legnagyobb légsebesség pillanatában mérve, amely még nem okoz légzési nehézséget, ellenállás 60-80 mm víz. Művészet. nagy sebességnél. A 80-100 mm-es ellenállás azonos körülmények között már nem kívánatos, bár megengedhető, ha ezt az ellenállást nem folyamatosan, hanem periodikusan kapcsolják be, vagyis ha a munkaidő és a pihenőidő váltakozik. Ellenállás 200 mm felett w.c. Művészet. már néhány percig is nagy nehezen elviselték. Az egyik mozgató tényezők a légzéstechnika fejlesztésében az a vágy, hogy a gázálarcrendszer légzéssel szembeni ellenállását a lehető legnagyobb mértékben csökkentsék.

A gázálarcok ellenállását gyakran úgy határozzák meg, hogy állandó sebességgel, a tüdő térfogati szellőztetési sebességének megfelelő légáramot vezetnek át rajtuk. A kapott ellenállásértékek lényegesen kisebbek, mint a gázálarcban való légzés során ténylegesen kapott túlnyomás és vákuum értékek. Ez a következő okokból következik be: az egységnyi idő alatt a tüdőn áthaladó levegőmennyiséget felváltva be- és kilélegzik, aminek következtében a légutakon átáramló levegő térfogati sebessége megkétszereződik; a be- és kilégzések nem egyenletes sebességgel, hanem növekvő és halványuló sebességgel mennek végbe, aminek következtében az ellenállás a belégzés nagy sebességű csúcsainál az átlagos értékeket jelentősen meghaladó maximumokat éri el; a belégzési fázist egy rövid szünet választja el a kilégzési fázistól, ami szintén növeli a pillanatnyi légáramlási sebességeket a légutakban.

A rizs. 51 Mutasson egy grafikont a gázálarc légzéssel szembeni ellenállásának változásairól 50 l / perc szellőztetési térfogat mellett. A folytonos görbe a pillanatnyi belégzési sebesség változását mutatja (l/s-ban), a szaggatott vonal a megfelelőt mutatja: ellenállásváltozások (vízoszlop mm-ben), a szaggatott vonal állandó, 0,8 l/s-os átlagos légsebességet ábrázol. , ami 50 l/perc pulmonális szellőztetésnek felel meg, a szaggatott egyenes pedig a gázálarc ellenállását jelzi állandó áramlás mellett. Tekintettel arra, hogy 50 l/perc szellőztetésnél nagyon kicsi a szünet a belégzés és a kilégzés fázisai között, ez nem látható a grafikonon. Rizs. 51. A gázálarc ellenállásának grafikonja a légáramlás módjától és sebességétől függően

A grafikonon látható, hogy a légmozgás sebessége a légzési fázis időtartamától függ; mivel a belégzési idő (a grafikon alsó fele) rövidebb, mint a kilégzési idő, a belégzési levegő sebessége nagyobb.

A kör alakú csatornákon keresztüli légmozgással szembeni ellenállás (teljes súrlódási ellenállás és helyi ellenállások) sebességtől való függését a következő képlettel fejezhetjük ki:

(56)

ahol H a víz ellenállása mm-ben. Art. (vagy kg / m2); β - a Rennolds-számtól függő légellenállási együttható, azaz a légsebesség és a csatornaátmérő szorzatának a levegő kinematikai viszkozitásához viszonyított arányától, valamint az egyes csatornatípusokra és a helyi ellenállásokra meghatározott tapasztalati állandótól; γ - a levegő fajsúlya, kg/m3; g a gravitációs gyorsulás, 9,81 m/s2; l - csatorna hossza, m; P és S a kerülete és metszete, m és m2; υ - a légáramlás lineáris sebessége, m/s.

Mert P/S=4/d

(57)

A h=2βγ/g fajlagos ellenállás fogalmát bevezetve a gázálarc légcsatornáin keresztül turbulens (örvény) légmozgás esetére kapjuk.

A szilárd zúzott vagy szemcsés abszorberekkel felszerelt szűrődobozok ellenállásának vizsgálata azt mutatta, hogy ez kellő közelítéssel kiszámítható a szűrőközeg szemcséi közötti kis csatornákban a lamináris (réteges) légáramlást jellemző képlettel:

ahol υ 1 - fajlagos térfogati levegősebesség l / perc cm2-ben, amely az előző képlettel való összehasonlíthatóság érdekében könnyen csökkenthető lineáris sebességre, m / s; d 1 az abszorber szemcséinek átmérője, amely a szemcsék közötti légcsatornák átmérőjével fejezhető ki. A gyakorlatban az utóbbi esetben l és d 1 cm-ben, υ 1 - l / perc cm2-ben van kifejezve.

Így, mivel a gázálarc ellenállása a légcsatornái ellenállásának, a helyi ellenállásoknak és a regeneratív vagy szűrőpatron ellenállásának összege, a teljes ellenállásnak a következőnek kell lennie:

H = xυ n , (60)

ahol x egy arányossági tényező, figyelembe véve mind a légellenállási együtthatót, mind az értékeket különböző részek gázálarc, és n - a különböző kialakítású gázálarcok esetében 2-től (tömlős légzőkészülék esetén) az 1-hez közeli értékekig (az önmentők szűréséhez csatlakozótömlő nélkül) értéket vehet fel. A grafikonon látható sűrített oxigénes szigetelő gázálarcban történő légzés esetén n közel 1,7 és x = 25 mm, víz. Art., υ l/mp-ben kifejezve.