Section 8.5

Section 8.4 Circulation of the BloodFIGURE 8.3  Turbulent fluid flow.

8.4Circulation of the Blood

The circulation of blood through the body is often compared to a plumbing system with the heart as the pump and the veins, arteries, and capillaries as the pipes through which the blood flows. This analogy is not entirely correct.

Blood is not a simple fluid; it contains cells that complicate the flow, especially when the passages become narrow. Furthermore, the veins and arteries are not rigid pipes but are elastic and alter their shape in response to the forces applied by the fluid. Still, it is possible to analyze the circulatory system with reasonable accuracy using the concepts developed for simple fluids flowing in rigid pipes.

Figure 8.4 is a drawing of the human circulatory system. The blood in the circulatory system brings oxygen, nutrients, and various other vital substances to the cells and removes the metabolic waste products from the cells. The blood is pumped through the circulatory system by the heart, and it leaves the heart through vessels called arteries and returns to it through veins.

The mammalian heart consists of two independent pumps, each made of two chambers called the atrium and the ventricle. The entrances to and exits from these chambers are controlled by valves that are arranged to maintain the flow of blood in the proper direction. Blood from all parts of the body except the lungs enters the right atrium, which contracts and forces the blood into the right ventricle. The ventricle then contracts and drives the blood through the pulmonary artery into the lungs. In its passage through the lungs, the blood releases carbon dioxide and absorbs oxygen. The blood then flows into the left atrium via the pulmonary vein. The contraction of the left atrium forces the blood into the left ventricle, which on contraction drives the oxygen-rich blood through the aorta into the arteries that lead to all parts of the body except the lungs. Thus, the right side of the heart pumps the blood through the lungs, and the left side pumps it through the rest of the body.





Chapter 8 The Motion of FluidsFIGURE 8.4  Schematic diagram showing various routes of the circulation.

The large artery, called the aorta, which carries the oxygenated blood away from the left chamber of the heart, branches into smaller arteries, which lead to the various parts of the body. These in turn branch into still smaller arteries, the smallest of which are called arterioles. As we will explain later, the arterioles play an important role in regulating the blood flow to specific regions in