離心式磁懸浮血泵的流體仿真與實驗研究.pdf

1、現階段針對心力衰竭病人的治療，雖然仍然是以心臟移植為主，但由于供體的極其缺乏及高昂的手術費使得許多患者因得不到及時治療而失去了生命。離心式磁懸浮血泵作為心臟移植的替代品，它能夠有效地緩解供體缺乏問題，已成為目前國內外心臟病治療技術研究突破的重點。而如何在保證其動力性能的前提下使整個流道內血液流動狀態(tài)良好、流動均勻，同時處理好葉輪高轉速下產生的血損問題卻是研究人員面臨的重大難題。
　　本文基于Fluent流體仿真軟件，利用Solid

2、works軟件建立血泵流道三維模型，并在Gambit中劃分網格，對離心式磁懸浮血泵進行了流體力學仿真。仿真過程中利用壓力耦合的SIMPLEC算法求解方程，實現了自主研制的離心式磁懸浮血泵內流場的數值模擬，得到了不同工況下血泵流道的壓力、流速以及跡線分布情況，進而對血泵的流動性能進行了分析研究。
　　血泵中葉輪高速運轉產生的剪切力會導致紅細胞破裂，進而發(fā)生溶血現象。本文基于前人給出的溶血估算經驗公式，應用流體仿真軟件Fluent建立

3、溶血估算模型，得到了自主研制的無葉片離心式磁懸浮血泵整個流場的應力分布情況。同時得出各工況下血泵表面切應力的最值，并根據血液中切應力與暴露時間的關系，預測了該血泵的溶血性能。
　　本文同時搭建體外溶血實驗裝置。在設計工況下，通過測量一定時間間隔內血漿中游離蛋白含量及紅細胞壓積，計算出血泵的標準溶血指數。通過同國內外其他血泵進行對所開發(fā)的血泵的溶血性能進行了評價；同時檢測分析了血泵出口壓力及血泵進出口溫度的變化情況，并在實驗后對整套