首页 期刊 数字制造科学 体外驱动全磁浮锥形螺旋叶轮血泵原理及关键技术研究 【正文】

体外驱动全磁浮锥形螺旋叶轮血泵原理及关键技术研究

作者:高殿荣; 殷桂梁; 吴长奇; 韩雪艳; 刘宝华; 吴晓明; 张伟 燕山大学机械工程学院; 河北省秦皇岛市066004; 燕山大学电气工程学院; 河北省秦皇岛市066004; 燕山大学信息科学与工程学院; 河北省秦皇岛市066004; 燕山大学机械厂; 河北省秦皇岛市066004
锥形螺旋叶轮   溶血   血栓   永磁轴承   磁悬浮力  

摘要:在中国国家自然科学基金资助项目《体外驱动全磁浮锥形螺旋叶轮血泵的研究》,河北省回国留学人员择优资助经费项目《体外驱动全磁浮锥形螺旋轴流血泵研究》,以及流体传动及控制国家重点实验室(浙江大学)开放基金资助项目《磁悬浮外磁场驱动轴流血泵的研究》的共同资助下,开展体外驱动全磁浮锥形螺旋叶轮血泵(TMSCSI—BP-DOD)工作原理及关键技术研究,制造出物理原型样机,对研究取得的成果进行学术总结报告。为减少和消除血泵流道结构不合理引发的溶血和血栓问题,以减小血液流动剪切速度为目标,基于“静止进口导叶导轮+锥形螺旋叶轮转于+静止出口导叶导轮”的结构,提出一种体外驱动、在轴向和径向完全实现磁悬浮的新式血泵——TMSCSI-BP-DOD,建立起锥形螺旋叶轮转子及其流道内的血液学和流体动力学模型,模拟分析血液流场和流动规律。运用计算流体动力学(CFD)方法考察一定转动速度下,锥形螺旋叶轮转子叶片数、叶片螺距、转子锥度、进出口导轮叶片形状和导轮叶片数等参量对血泵流场、输出流量和压力的影响规律,模拟血泵结构参数变化对血泵性能的影响。通过仿真计算得到21条研究推论,归纳出5条研究结论。提出了TMSCSI-BP-DOD转子、叶片、导轮设计应遵循的7条设计准则:血泵进口端壳体和出口端壳体内表面应该设计成流线形状;进出口导轮应该设计成锥弧形曲面,并能与血泵进口端壳体和出口端壳体内表面相匹配,转子应该设计成锥形,转子锥度应该选取为9.46°;与转子对应的血泵壳体部分内表面应该设计成锥形,并与转子的锥度相同;锥形转子上的叶片应为螺旋状,且选取螺旋头数为3,即螺旋叶片数为3;锥形转子上螺旋叶片的螺距应该选取为35mm;进出口导轮上的导叶片形状应设计

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