血液泵液体润滑螺旋槽止推轴承承载及溶血性能研究

论文摘要

目的针对血液泵用的血液润滑止推轴承的平面线型,提出了一种双圆弧线平面线型,以提高止推轴承的承载性能和血液泵血液相容性。方法基于Navier-Stokes方程和k-ε标准方程湍流模型,采用Fluent软件数值计算的方式,将这种线型的轴承与传统的对数螺旋线型以及斜直线型轴承进行了承载力、刚度、壁面切应力、质量流量和溶血指标的对比,对双圆弧线型螺旋槽止推轴承的槽数、槽深、槽长比等参数进行了优化以提高轴承支承力。结果双圆弧线型的螺旋槽止推轴承具有良好的承载能力,且质量流量较大,壁面剪切应力小,在血液相容性方面比其他两种轴承更有优势。优化后的双圆弧线型螺旋槽止推轴承的溶血性能均满足要求。结论对于微米级厚度的螺旋槽止推轴承,在满足轴承性能和溶血性能的基础上,为方便加工,应优先选取双圆弧线型的螺旋槽止推轴承。

论文目录

• 0 引言
• 1 材料和方法
•   1.1 离心式血液泵的螺旋槽止推轴承
•   1.2 三种不同的螺旋槽平面线型
•     1.2.1 对数螺线型
•     1.2.2 斜直线型
•     1.2.3 双圆弧线型
•   1.3方法
• 2 数值计算模型
•   2.1 湍流模型
•   2.2 溶血数值化预估模型
•   2.3 求解器设置
• 3 轴承性能分析和参数优化
•   3.1 不同螺旋槽平面线型对轴承性能的影响
•     3.1.1 承载力
•     3.1.2 液膜刚度
•     3.1.3 轴承内质量流量
•     3.1.4 壁面剪切应力
•   3.2 设计参数优化
•     3.2.1 槽数
•     3.2.2 槽长比和槽宽比
•     3.2.3 槽深和螺旋角
• 4 螺旋槽轴承血液相容性研究
•   4.1 轴承内部溶血性能CFD分析
•   4.2 血液泵整体溶血性能分析
• 5 承载力实验
•   5.1 实验设置
•   5.2 实验结果分析
• 6 讨论与结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 尹红磊,肖艳萍,杜建军

关键词: 人工心脏,液力轴承,螺旋槽轴承,血液相容性

来源: 北京生物医学工程 2019年06期

年度: 2019

分类: 医药卫生科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 仪器仪表工业

单位: 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院

基金: 深圳市科技计划项目(JCYJ20160427184134564)资助

分类号: TH77

页码: 623-633

总页数: 11

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