基于溶血估算的膜式氧合器内部流场分析与结构优化

摘要：

血细胞损伤是影响膜式氧合器综合性能的重要因素之一.为了提高膜式氧合器的综合性能,对膜式氧合器进行流体动力学分析、溶血估算.基于压降实验建立多孔介质模型,采用标准κ-ε湍流模型在入口流量为2.0～6.0 L/min范围内,对不同流量下膜式氧合器内部流场进行计算分析,并在此基础上利用正交试验对膜式氧合器的结构参数进行优化设计.结果表明:优化后进出口总压降减少了24.1％,最大湍流强度降低了22.9％,最大壁面剪切应力减少了45.5％,中间截面的最大标量剪切力减少了31.1％,最大流速降低了9.9％,出、入口以及中间管道中的血液损伤得到了明显改善;优化前后标准溶血参数值(normalized index of hemolysis,NIH)范围由0.00285～0.0129 g/100 L变为0.00244～0.00446 g/100 L,膜式氧合器的总体溶血性能也得到了明显提高;该结构优化大大降低了血细胞损伤的形成可能,为新型长效膜式氧合器的开发与应用提供了理论支撑.

关键词：膜式氧合器;多孔介质;血液损伤;正交试验;溶血估算

所属期刊栏目：21

分类号：TH789(仪器、仪表)

资助基金：郑州市协同创新重大专项郑州大学项目18XTZX12005

在线出版日期：2021-11-12（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：12582-12588