氧合器内部流场特性分析与溶血评估

摘要：

氧合器内部流体运动特性对其性能有着重要影响,实际中却难以通过实验直接观察其内部血液流动特性.为了解氧合器内部流体运动特性以预测其性能,针对一款典型氧合器,采用压降实验与CFD数值模拟相结合的方法,详细分析了该氧合器内部整体血液速度、压力和壁面剪切应力等特性分布规律,利用溶血预估模型评估了氧合器溶血性能.研究结果表明:在低流量范围内,各向同性多孔介质模型能够很好地模拟血液在氧合器纤维束内的流动,数值模拟计算值与实验值相差较小,但随着流量增加,两者偏差逐渐增大;氧合器内部速度呈梯度分布形式,内部纤维束域的压力呈同心均匀分布并且压力值与流量大小呈正相关,纤维束域是压力损失的主要区域;血液损伤高发位置分布于血液的进、出口流域,在实验流量范围内,标准溶血指数NIH最大值为0.0492 g/100 L,符合氧合器的一般设计要求.研究结果有利于开发者了解氧合器内部流体运动特性对其性能的影响,为氧合器后续的性能改善提供参考.

关键词：氧合器、多孔介质、微尺度、计算流体力学、溶血特性

所属期刊栏目：43

分类号：N945;TH789(系统科学)

资助基金：河南省重大科技专项171100210300-01

在线出版日期：2022-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：39-45