Diseño del impulsor de un dispositivo de asistencia ventricular y su respectivo banco de pruebas
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2023
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Resumen
En este proyecto se presenta el diseño y análisis de un impulsor para un dispositivo de asistencia ventricular y su banco de pruebas correspondiente. El impulsor diseñado para este trabajo basa sus principales características hidráulicas en las de un VAD comercial, con el objetivo de que su comportamiento en el flujo sanguíneo pueda ser emulado parcialmente en un banco de pruebas. Este banco de pruebas será utilizado por el PRJS Lab para analizar más a fondo el comportamiento del fluido ante la acción del impulsor, usando como base la tecnología de velocimetría por seguimiento de partículas. El proyecto es desarrollado de manera modular: como primera etapa, se realiza un estudio de todas las características y parámetros requeridos en el banco de pruebas e impulsor; como paso siguiente, se evalúan diseños previos y actuales del banco de pruebas para reconocer el funcionamiento general, posibles fallas y puntos de mejora; seguidamente, se procede a generar propuestas de diseños para el banco de pruebas y se determina la mejor opción, de manera paralela al diseño del impulsor; como etapa final, los puntos de operación del sistema son validados mediante simulación y se presentan los resultados del comportamiento del impulsor. El proyecto alcanza a desarrollar un sistema de bombeo adecuado para el método de velocimetría por seguimiento de partículas y el banco de pruebas óptimo para trabajar en conjunto. Se presenta un diseño que cumple con todas las características y necesidades identificadas, lo cual permite al PRJS-Lab contar con pruebas más estables sobre el comportamiento de los fluidos mediante sistemas de visión. El sistema es simulado y esto permite confirmar que el impulsor cumple con todos los requerimientos demandados para el análisis en el banco de pruebas.
In this project, we present the analysis and design of a ventricular assistance device impeller and its corresponding test bench. The impeller designed for this project has hydraulic characteristics based on a commercial VAD, with the intention that the blood flow behaviour is partially emulated in a test bench. This test bench will be used by the PRJS Lab to perform further studies in the behaviour of the fluid against the action of the impeller, based on the use of the particle tracking velocimetry technology. The project is developed in a modular way: as a first stage, a study of all the characteristics and parameters of the test bench is carried out; as a next step, the state of the current test bench is evaluated to recognize general operation, failures and points for improvement; next, we proceed to generate design proposals for the test bench and determine the best option, in parallel with the design of the impeller; as a final stage, the operating points are validated through simulation and results of the impeller behaviour are presented. The project manages to develop an adequate pumping system for the particle tracking velocimetry method and the optimal test bench to work with it; a design that meets all the characteristics and identified needs is presented, which allows the PRJS-Lab to have more stable tests on the behavior of fluids through vision systems. The system is simulated and this makes it possible to confirm that the impeller meets all the requirements demanded for the analysis fo the test bench.
In this project, we present the analysis and design of a ventricular assistance device impeller and its corresponding test bench. The impeller designed for this project has hydraulic characteristics based on a commercial VAD, with the intention that the blood flow behaviour is partially emulated in a test bench. This test bench will be used by the PRJS Lab to perform further studies in the behaviour of the fluid against the action of the impeller, based on the use of the particle tracking velocimetry technology. The project is developed in a modular way: as a first stage, a study of all the characteristics and parameters of the test bench is carried out; as a next step, the state of the current test bench is evaluated to recognize general operation, failures and points for improvement; next, we proceed to generate design proposals for the test bench and determine the best option, in parallel with the design of the impeller; as a final stage, the operating points are validated through simulation and results of the impeller behaviour are presented. The project manages to develop an adequate pumping system for the particle tracking velocimetry method and the optimal test bench to work with it; a design that meets all the characteristics and identified needs is presented, which allows the PRJS-Lab to have more stable tests on the behavior of fluids through vision systems. The system is simulated and this makes it possible to confirm that the impeller meets all the requirements demanded for the analysis fo the test bench.
Descripción
Proyecto de graduación (licenciatura en ingeniería mecánica)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Mecánica, 2023
Palabras clave
BANCO DE PRUEBAS - DISEÑO, CIRCULACION SANGUINEA, CORAZON, MEDICINA - APARATOS E INSTRUMENTOS - INNOVACIONES TECNOLOGICAS, SISTEMA CARDIOVASCULAR