心脏泵悬浮支承结构优化及抗溶血性能分析

作     者：黄河 刘浩 曹倩倩 李建平 任锟 HUANG He;LIU Hao;CAO Qianqian;LI Jianping;REN Kun

作者机构：浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018 嘉兴学院信息科学与工程学院浙江嘉兴314001 浙江师范大学工学院浙江金华321004 

基　　金：国家自然科学基金项目(52105564) 

出 版 物：《实用临床医药杂志》 (Journal of Clinical Medicine in Practice)

年 卷 期：2022年第26卷第24期

页      码：1-6,12页

摘      要：目的优化心脏泵的支承结构,以期增加悬浮力和减少溶血。方法设计新型离心式心脏泵的悬浮支承结构,在导流锥附近设计扇形开孔,在悬浮轴承底部设计辅助叶片,并通过计算流体动力学方法比较改进结构前后心脏泵的悬浮力和抗溶血性能。结果改进后心脏泵出入口压差值随流量增大而减小,且随叶轮转速提高而增大,与心脏泵在流体中流量压差情况相同,心脏泵的压差值在允许范围内。叶轮内血液最大速度低于溶血易发生速度(6 m/s),结构改进具有可行性。改进后,叶轮上下表面的压差随着流量的增大而减小,轴向方向向上的悬浮力增大,叶轮受到的悬浮力增加,悬浮性能得到改善;在液力轴承悬浮间隙处,流体平均流速提升,心脏泵底部区域的剪切应力最大值与高剪切应力区域占比均相对降低;液力轴承悬浮间隙处和底部区域溶血减少,改进结构后的心脏泵溶血指数相较于改进前降低了12%。结论优化后的心脏泵悬浮性能得到改善,且溶血指数降低。改进的悬浮结构也可应用于其他离心式心脏泵,其在增加心脏泵悬浮力与减少悬浮轴承间隙处溶血方面具有实际价值。

主 题 词：离心式心脏泵 悬浮支承 悬浮间隙 溶血指数 悬浮力 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.7619/jcmp.20222658

馆 藏 号：203116273...