離心式血液泵水力特性設計及其試驗研究

楊 碩， 史 磊， 駱 天， 李修賢， 張展豪

(中國民航大學 中歐航空工程師學院， 天津 300300)

血液泵作為人工心臟的重要組成部分，其設計和發展一直受到醫學界的普遍關注，主要經歷了變體積式搏動泵、旋轉式葉輪泵和磁懸浮式血液泵共計三代設計方案[1]。

在離心式血液泵的水力特性研究中，李軍等[2]采用RANS方法數值研究分析了小型離心血液泵內三維流動特性和水力性能，并通過實驗驗證了計算方法的可靠性。楊萬英等[3]以黃原膠水溶液作為工質測量了一個離心式血液泵內非牛頓流體的水力特性，結果發現在高轉速時一定濃度黃原膠溶液的揚程會高于水的相應揚程。程云章等[4]對一種無葉片式離心式血液泵進行流場分析，結果顯示該血液泵有更好的抗血栓和溶血性能。王鑫等[5]在閉式血液泵實驗臺上對一種徑向離心式血液泵進行了外特性實驗研究，發現較低轉速時的雷諾數效應不可忽略，葉片吸力面出口處附近較大的剪切力是造成血液損傷的主要原因。韓偉等[6]對比分析了螺旋離心式血泵和離心式血泵，結果證明螺旋離心式血泵可以有效地避免血液在流動中產生的渦流和高剪切力。壽宸等[7]對具有不同葉輪形態的離心血泵進行流體動力分析及數值溶血預估，發現對數螺旋線葉輪血泵流道中的渦流和回流得到了明顯改善。張偉國等[8]利用CFD對離心式血液泵內部溶血現象進行深入研究。張帆[9]開展了自主研制的無葉片離心式磁懸浮血泵內流場的數值模擬。……