E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Pamukkale University Journal of Engineering Sciences Numerical study on the effect of different types of impeller blades in centrifugal heart assist pump [Pamukkale Univ Muh Bilim Derg]
Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. Ahead of Print: PAJES-50440 | DOI: 10.5505/pajes.2020.50440

Numerical study on the effect of different types of impeller blades in centrifugal heart assist pump

Üsame Ali USCA1, mahir Uzun2, RAFET YAPICI3, ÖMER İNCEBAY3
1Departmen Of Mechanical Engineering, Bingöl University, Bingöl, Turkey
2Departmen Of Mechanical Engineering, İnönü University, Malatya, Turkey
3Departmen Of Mechanical Engineering, Konya Technical University, Konya, Turkey

In this study, the effect of different impeller blade types on pump performance for centrifugal heart support pumps used to support treatment in heart failure diseases was investigated numerically. The pump design parameters were based on the operating parameters of an adult human heart (flow rate of 5 l/min and a pressure load of 100 mm-Hg). By considering these parameters, pump design has been made and by means of CFD (Computational Fluid Dynamics) software for 3 different impeller blade types (radial, straight and curved) at four different flow rates (3, 4, 5 and 6 l / min) and three different rotational speeds (3500, 3850 and 4250 rpm) pump performance curves were determined. According to the findings, the design point parameters were reached at the curved impeller blade type and 3850 rpm. At this point, the hydraulic efficiency of the pump was determined as 34%. The highest pressure difference was obtained at approximately 180 mm-Hg and 2 l/min. In addition, in this study, wall shear stresses were determined in order to investigate the effects of parameters and impeller blade types on blood damage (hemolysis).

Keywords: CFD Analysis, Pump Hydrodynamic Performance, Centrifugal Heart Support Pump, Impeller Blade Type

Farklı tiplerdeki çark kanatlarının santrifüj kalp destek pompa performansına etkisinin sayısal olarak incelenmesi

Üsame Ali USCA1, mahir Uzun2, RAFET YAPICI3, ÖMER İNCEBAY3
1Bingöl Üniversitesi Mühendislik Ve Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Bingöl
2İnönü Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Malatya
3Konya Teknik Üniversitesi Mühendislik Ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Konya

Bu çalışmada, kalp yetmezliği hastalıklarında tedaviye destek amaçlı olarak kullanılan santrifüj kalp destek pompaları için farklı çark kanat geometrilerinin pompa performansına olan etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Pompa tasarım parametreleri olarak, yetişkin bir insan kalbinin çalışma parametreleri baz alınmıştır. Bu parametreler ışığında pompa tasarımı yapılmış ve CFD (Computational Fluid Dynamics) yazılımı aracılığıyla 3 farklı çark kanat tipi için (radyal, eğik ve eğri) dört farklı debide (3, 4, 5 ve 6 l/dk) ve üç farklı dönme hızında (3500, 3850 ve 4250 dev/dk) pompa performansları tespit edilerek pompa performans eğrileri oluşturulmuştur. Elde edilen bulgulara göre tasarım noktası parametrelerine, eğri çark tipinde ve 3850 dev/dk dönme hızında ulaşılmıştır. Bu noktada pompa hidrolik verimi ise %34 olarak tespit edilmiştir. En yüksek basınç farkı yaklaşık 180 mm-Hg ve 2 l/dk debide elde edilmiştir. Ayrıca bu çalışmada parametrelerin ve çark kanat tiplerinin kan hasarına (hemoliz) olan etkilerini inceleyebilmek için cidar kayma gerilmeleri de tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: CFD Analizi, Pompa Hidrodinamik Performansı, Santrifüj Kalp Destek Pompası, Çark Kanat Geometrisi



Corresponding Author: Üsame Ali USCA, Türkiye
LookUs & Online Makale