Kalp yetersizliği, kalbin vücudun ihtiyacı olan yeterli kanı pompalayamadığı bir kalp rahatsızlığıdır. Sol ventrikül kalp destek pompaları, kalbin sol ventrikülünden kanın aort atar damarına pompalanmasına yardımcı olurlar. Bu çalışmada, heliko-santrifüj karışık akışlı bir sol ventrikül kalp destek pompasının tasarımı, pompa tasarım programları kullanılarak yapıldı. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) metodu ile pompanın hidrodinamik performansı belirlendi. Pompanın sayısal performans sonuçları kullanılarak hidrolik verime göre optimum pompa tasarımı gerçekleştirildi. Kurulan deney düzeneğinde farklı dönme hızlarında bu pompanın basıncı, debisi ve tükettiği güç ölçüldü ve ölçülen bu değerler ile deneysel hidrodinamik performans eğrileri belirlendi. Deneyde ve HAD analizinde, çalışma akışkanı kan ile aynı viskozitede olan su-gliserin çözeltisi (hacimce %40 gliserin ve %60 su) kullanıldı. Karşılaştırma yapılması için su ile de deney ve HAD analizleri yapıldı. Pompanın deneysel ve sayısal performans sonuçlarına göre, basınç farkındaki sapma oranın yüksek debilerde %1’den daha düşük ve düşük debilerde ise yaklaşık %5,7 olarak görüldü. Bu yetişkin kalp destek pompalarının sağlaması gereken 5 L/dak debideki 100 mmHg basınç değeri, 5100 dev/dak dönme hızında elde edildi. Bu noktada pompanın hidrolik verimi %52,1, genel verimi %30,9 ve maksimum cidar kayma gerilmesi 166 Pa olarak belirlendi.
Heart failure is a heart disease in which the heart cannot pump enough blood to meet the body’s needs. Left ventricular heart assist pumps help to pump the blood from the left ventricle of the heart to the aorta artery. In this study, the design of a helico-centrifugal mixed-flow heart assist pump was made using the pump design programs. The hydrodynamic performance of the pump was determined by the computational fluid dynamics (CFD) method. Using the pump's numerical performance results, the optimum pump design was performed according to the hydraulic efficiency. Pressure, flow rate and power consumption of pump at different rotational speeds were measured in the experimental setup and experimental hydrodynamic performance curves were determined with these measured values. In the experiment and CFD analysis, the working fluid was a water-glycerin solution (by volume 40% glycerin and 60% water) which has the same viscosity as blood. Also, for comparison; experiments and CFD analysis were performed with water. According to the experimental and numerical performance results of the pump, the deviation ratio of the pressure difference was calculated to be less than 1% at high flow rates and approximately 5.7% at low flow rates. The pressure of 100 mmHg at 5 L / min flow rate, which must be provide by the adults heart assist pumps was achieved at rotation speed of 5100 rpm. At this point, the hydraulic and overall efficiency of the pump and the maximum wall shear stress in the pump was determined to be the 52.1%, 30.9% and 166 Pa, respectively.
