Медведев А.Е. Фомин В.М. Приходько Ю.М. Чернявский А.М. Фомичев В.П. Фомичев А.В. Чехов В.П. Рузматов Т.М.
Математическое моделирование течения в дисковом насосе поддержки кровообращения
Докладчик: Медведев А.Е.
Дисковые насосы трения, в отличии от лопастных насосов, имеют ряд характери-стик (особенно малую тромбогенность), которые позволяют их использовать в качестве имплантируемых насосов вспомогательного кровообращения. Насосы вспомогательного кровообращение – это имплантируемые насосы левожелудочкового обхода (left ventricular assist device (LVAD)), используемые для лечения терминальной сердечной не-достаточности.
Проведено аналитическое, численное и экспериментальное дисковых насосов под-держки кровообращения. Комплексный подход позволил определить оптимальные ха-рактеристики насоса, отвечающего медицинским требованиям на характеристики им-плантируемого насоса. Насос вспомогательного кровообращения удовлетворяет следу-ющим требованиям: расход крови от 3 до 7 л/мин; тензор сдвиговых напряжений не пре-вышает 240 Па; перепад давления в рабочем режиме в 100-110 мм рт. ст. Проведенные расчеты показали, что дисковый насос со следующими параметрами внутренний радиу-се дисков 6 мм, внешний радиусе дисков 20 мм, зазор между дисками 0.25 мм и скорость вращения ротора об/мин обеспечивает выполнение указанных выше параметров при гидравлическом КПД до 45%.
Рассчитаны характеристики насоса: скорости потока, перепад давления, тензор напряжений и гидравлический коэффициент полезного действия (КПД) насоса. Обнару-жен локальный минимум давления в насосе, что приводит к локальному “запиранию” потока и снижению напорных характеристик и КПД насоса. Найдены параметры, кото-рые вызывают локальное “запирание” потока и указаны пути преодоления этого явле-ния. Установлен оптимальный внутренний радиус диска, при котором достигается мак-симальный перепад давления и КПД дискового насоса, что позволило рассчитать опти-мальные параметры дискового пакета насоса.
Проведённые расчётные и экспериментальные исследования подтверждают пер-спективность применения разрабатываемого насоса для поддержки кровообращения в организме человека.
К списку докладов