HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANARAK KARIŞIK AKIŞLI BİR KALP DESTEK POMPASININ TASARIMI VE PERFORMANSININ İNCELENMESİ
Öz
Kalp yetersizliği, kalbin vücudun ihtiyacı olan yeterli kanı pompalayamadığı bir kalp rahatsızlığıdır. Sol ventrikül kalp destek pompaları, kalbin sol ventrikülünden kanın aort atar damarına pompalanmasına yardımcı olurlar. Bu çalışmada, heliko-santrifüj karışık akışlı bir sol ventrikül kalp destek pompasının tasarımı, pompa tasarım programları kullanılarak yapıldı. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) metodu ile pompanın hidrodinamik performansı belirlendi. Pompanın sayısal performans sonuçları kullanılarak hidrolik verime göre optimum pompa tasarımı gerçekleştirildi. Kurulan deney düzeneğinde farklı dönme hızlarında bu pompanın basıncı, debisi ve tükettiği güç ölçüldü ve ölçülen bu değerler ile deneysel hidrodinamik performans eğrileri belirlendi. Deneyde ve HAD analizinde, çalışma akışkanı kan ile aynı viskozitede olan su-gliserin çözeltisi (hacimce %40 gliserin ve %60 su) kullanıldı. Karşılaştırma yapılması için su ile de deney ve HAD analizleri yapıldı. Pompanın deneysel ve sayısal performans sonuçlarına göre, basınç farkındaki sapma oranın yüksek debilerde %1’den daha düşük ve düşük debilerde ise yaklaşık %5,7 olarak görüldü. Bu yetişkin kalp destek pompalarının sağlaması gereken 5 L/dak debideki 100 mmHg basınç değeri, 5100 dev/dak dönme hızında elde edildi. Bu noktada pompanın hidrolik verimi %52,1, genel verimi %30,9 ve maksimum cidar kayma gerilmesi 166 Pa olarak belirlendi.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Anderson, J., Wood, H. G., Allaire, P. E., Olsen, D. B., 2000, ‚Numerical Analysis of Blood Flow in the Clearance Regions of a Continuous Flow Artificial Heart Pump‛, Artificial Organs, Vol. 24(6), pp. 492-500.
- ANSYS, 2017, ‚Ansys Fluent Theory Guide, Release 18.0 edition‛, ANSYS, Inc., Canonsburg, PA.
- Arvand, A., Hahn, N., Hormes, M., Akdis M., Martin, M., Reul H., 2004, ‚Comparison of Hydraulic and Hemolytic Properties of Different İmpeller Designs of an İmplantable Rotary Blood Pump by Computational Fluid Dynamics‛, Artificial Organs, Vol. 28(10), pp. 892-898.
- Behbahani, M., Behr, M., Hormes, M., Steinseifer, U., Arora, D., Coronado, O., Pasquali, M., 2009, ‚A Review of Computational Fluid Dynamics Analysis of Blood Pumps‛, European Journal of Applied Mathematics, Vol. 20(4), pp. 363-397.
- Bunzel, B., Laederach-Hofmann, K., Wieselthaler, G., Roethy, W., Wolner, E., 2007, ‚Mechanical Circulatory Support as a Bridge to Heart Transplantation: What Remains? Long-term Emotional Sequelae in Patients and Spouses‛, The Journal of heart and lung transplantation, Vol. 26(4), pp. 384-389.
- Carrier, M., Farinas, M. I., Garon, A., 2006, ‚Hemodynamic Characteristics of a Mixed Flow Pump Prototype: Progress Report of in Vitro and Acute Animal Experiments‛, ASAIO Journal, Vol. 52(4), pp. 373-377.
- Chopski, S. G., Fox, C. S., Riddle, M. L., McKenna, K. L., Patel, J. P., Rozolis, J. T., Throckmorton, A. L., 2016, ‚Pressure-Flow Experimental Performance of New Intravascular Blood Pump Designs for Fontan Patients‛, Artificial Organs, Vol. 40(3), pp. 233-242.
- Chua, L. P., Akamatsu, T., 2000, ‚Measurements of Gap Pressure and Wall Shear Stress of a Blood Pump Model‛, Medical Engineering & Physics, Vol. 22(3), pp. 175-188.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
1 Eylül 2018
Gönderilme Tarihi
22 Aralık 2017
Kabul Tarihi
31 Ocak 2018
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2018 Cilt: 6 Sayı: 3