Santrifüj kalp destek pompası tasarımı ve nümerik analizinin yapılması
Design and numerical analysis of a centrifugal heart assist pump
- Tez No: 467387
- Danışmanlar: PROF. RAFET YAPICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 55
Özet
Vücuttaki dolaşım sisteminin en büyük organı kalpteki fonksiyon bozukluklarına bağlı ölümlerin azaltılması amacıyla kalbe destek olmak üzere mekanik cihazlar kullanılmaktadır. Ventricular Assist Device (VAD) olarak adlandırılan bu cihazlar, kalbe paralel bir mini pompa olarak çalışmak üzere; debi, basınç ve dönme hızı gibi parametrelere göre tasarlanmaktadır. Bu çalışma için tasarım parametreleri olarak 3000 dev/dak dönme hızı, 100 mm-Hg basınç ve 5 lt/dak debi kabul edilen bir santrifüj kalp destek cihazı tasarlanmıştır. Tasarlanan pompanın çarkı ve salyangozunun katı modelleri oluşturulmuş ve HAD simülasyonlarıyla ön analizleri yapılmıştır. Ön analiz sonuçlarına göre iyileştirilmiş pompa çarkı 3D yazıcıyla, salyangozu ise alüminyumdan imal edilmiş olup fonksiyonelliğinin istenen seviyede olduğunu teyit etmek üzere bir deney düzeneği vasıtasıyla farklı dönme hızlarında basınç ve debisi ölçülmüştür. Deneyler önce su ile yapılmış, daha sonra kana benzer akışkan özellikleri gösteren hacimce %40 gliserin ve %60 su karışımı kullanılmıştır. Son olarak, su ve gliserin çözeltisi için aynı pompanın HAD simülasyonu ile elde edilen performans sonuçları deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlar arasında genellikle iyi bir uyum olduğu görüldü. Akışkan olarak su-gliserin çözeltisi kullanılan deneysel sonuçlarla HAD simülasyon sonuçları arasında yaklaşık %15 sapma olduğu görüldü. HAD simülasyonlarıyla yapılan analizlerde; maksimum kayma gerilmesi değeri su için 664.7 Pa ve su-gliserin çözeltisi için 1271 Pa bulundu.
Özet (Çeviri)
Mechanical devices have been used to decrease morbidity depend on functional disorder at hearth which is the largest organ of circulatory system at body. These devices, which are called Ventricular Assist Devices (VAD), are designed by parameters as; flow rate, pressure and motor speed to operate as a mini pump that works parallel to heart. In this study, a centrifugal heart assist pump has been designed and as design parameters; 5 L/min flow rate, 3000 rpm motor speed and 100 mm-Hg pressure rise have been selected. Solid models of designed impeller and volute are generated and initial analyses were made by CFD simulations. According to initial analyses impeller and volute are improved then impeller is manufactured with 3D printer and volute by aluminum. To confirm required functionality was met, pump was connected to a test rig and pressure rise and flow rate measured at different motor speeds. At first experiments were performed with water, later volumetric ratio of 40% glycerin-60%water solution, which has similar low properties to blood, was used. Finally, for the same pump performance results of CFD simulations and experiments were compared for water and glycerin solution. Generally, a fine agreement between experimental and CFD determined pump performance results has been seen. However, nearly 15% of deviation between CFD determined and experimental pump performance results has been obtained for tests which water-glycerin solution used as fluid. At CFD simulations maximum shear stress value for water was 664.7 Pa and 1271 Pa for glycerin solution was obtained.
Benzer Tezler
- Hidrodinamik kaymalı yataklı santrifüj kan pompası tasarımı ve hidrolik performansının belirlenmesi
Design and hydraulic performance determination of a centrifugal blood pump with hydrodynamic journal bearing
AHMET ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAFET YAPICI
- Yarı eksenel kalp destek pompasının sayısal ve deneysel analizi
Numerical and experimental analysis of a semi axial heart assist pump
HASAN ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAFET YAPICI
- Yeni bir yapay kalp destek pompasının hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi ve optimizasyonu
Computational fluid dynamics analysis and optimization of a new artificial heart support pump
NAZLIHAN KILIÇASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriİZMİR BAKIRÇAY ÜNİVERSİTESİBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÖK
PROF. DR. AKİL BİRKAN SELÇUK
- Farklı tiplerde imal edilen çark kanatlarının santrifüj kalp destek pompası performansına etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental study on the effects of different types of impeller blades in centrifugal heart support pump performance
ÜSAME ALİ USCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiBingöl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHİR UZUN
PROF. DR. RAFET YAPICI
- Development of an implantable left ventricular assist device: Heart turcica centrifugal
Vücuda yerleştirilebilir bir sol ventrikül asist sisteminin geliştirilmesi: Heart turcica centrifugal
ONUR DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. İSMAİL LAZOĞLU