【摘要】：血泵是一種能完全或者部分代替心臟泵血功能，維持正常人體血液循環(huán)的小型泵，它對于心臟病患者具有重要意義。目前血泵主要是可植入的微型旋轉(zhuǎn)葉輪式結(jié)構(gòu)，其中以軸流式結(jié)構(gòu)最具代表。軸流血泵的工作原理以及體積決定其需要很高的轉(zhuǎn)速才能滿足人體所需血壓，但較高的轉(zhuǎn)速對血液的破壞程度更大，，易形成溶血。 本文針對這一問題提出兩級軸流結(jié)構(gòu)血泵設(shè)計方案，其中前級葉輪采用一元流動理論設(shè)計為螺旋式結(jié)構(gòu)，后級葉輪采用流線法設(shè)計為傳統(tǒng)軸流式結(jié)構(gòu)。本文具體工作如下： (1)按照設(shè)計方案對兩級軸流血泵進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包括轉(zhuǎn)子頭部和尾部的設(shè)計，前后葉輪的選取和設(shè)計、后級葉輪葉片翼型安放角修正值的確定以及前后葉輪相對位置的確定等； (2)通過編寫Matlab程序計算后級葉輪葉片各翼型的空間坐標(biāo)點，然后結(jié)合Pro/E強大繪圖功能建立兩級血泵的精確三維模型； (3)使用Gambit對所得三維模型進行網(wǎng)格劃分，然后使用Fluent對網(wǎng)格模型進行仿真，最后根據(jù)仿真結(jié)果對兩級血泵的工況、切應(yīng)力分布、壓力分布、速度分布以及湍流效應(yīng)等進行了詳細分析。分析結(jié)果表明：在相同條件下，兩級結(jié)構(gòu)的血泵與單級結(jié)構(gòu)血泵相比，其最大切應(yīng)力明顯降低，可有效減少溶血的形成。
[Abstract]:Blood pump is a kind of small pump which can completely or partially replace the function of heart pump and maintain normal blood circulation. It is of great significance to patients with heart disease. At present, the blood pump is mainly implantable micro rotating impeller structure, in which axial flow structure is the most representative. The working principle and volume of the axial bleeding pump determine that it needs a very high rotational speed to meet the blood pressure required by the human body, but the higher speed of the pump can destroy the blood more greatly and form hemolysis easily. In order to solve this problem, a two-stage axial flow structure blood pump design scheme is presented in this paper. The former impeller is designed as a spiral structure by univariate flow theory, and the rear impeller is designed as a traditional axial flow structure by streamline method. The specific work of this paper is as follows: (1) the structure of two-stage axial bleeding pump is designed according to the design scheme, which mainly includes the design of rotor head and tail, the selection and design of front and rear impellers. (2) calculating the space coordinate points of each airfoil of the rear stage impeller by writing Matlab program, and determining the angle correction value of the airfoil and the relative position of the front and rear impeller. Combined with the powerful drawing function of Pro/E, the accurate 3D model of two-stage blood pump is established. (3) the 3D model is meshed with Gambit, and then the mesh model is simulated by Fluent. Finally, according to the simulation results, the distribution of shear stress, pressure, velocity and turbulence of the two-stage blood pump are analyzed in detail. The results show that under the same conditions, the maximum shear stress of the two-stage blood pump is obviously lower than that of the single-stage blood pump, which can effectively reduce the formation of hemolysis.
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH311

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本文編號：2240131