EXPERIMENTAL ANALYSIS OF PRESSURE DROP AND PUMP POWER IN PERISTALTIC PUMP-DRIVEN FLOW THROUGH FLEXIBLE PIPES OF VARYING DIAMETERS

Peristaltik pompalar biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmasına rağmen, küçük çaplı esnek borular içindeki karmaşık akışkan-yapı etkileşimi, standart hidrolik teoriler tarafından sıklıkla basite indirgenmektedir. Bu çalışma, farklı iç çaplara (6-10 mm) ve et kalınlıklarına sahip esnek silikon borular kullanarak bir peristaltik pompanın hemodinamik performansını deneysel olarak incelemektedir. Geleneksel parametrik çalışmaların aksine; Debi Katsayısı, Basınç Katsayısı ve Güç Katsayısını Reynolds sayısının fonksiyonu olarak değerlendirmek amacıyla Buckingham Pi teoremi kullanılarak kapsamlı bir boyutsuz analiz gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, kan uyumluluğunu değerlendirmek için Duvar Kayma Gerilmesi analiz edilmiştir. 10 mm boru kararlı bir hidrolik davranış sergilerken; 6 mm boru, radyal genişleme (balonlaşma) etkisiyle önemli hacimsel kayıplara ve basınç dalgalanmalarına maruz kalmıştır. En kritik bulgu olarak; 6 mm borudaki boyutsuz güç katsayısının 10 mm boruya göre yaklaşık 30 kat daha yüksek olduğu görülmüştür. Bu durum, hidrolik enerjinin büyük bir kısmının akışkan transferinden ziyade, duvar deformasyonunu ve yüksek sürtünme direncini yenmek için harcandığını göstermektedir. Dahası WSS analizi; 10 mm borunun güvenli aralıkta (4–14 Pa) kalmasına karşın, 6 mm borunun hemoliz için fizyolojik güvenlik sınırını (15 Pa) büyük ölçüde aşarak 90 Pa seviyesine ulaşan kayma gerilmeleri oluşturduğunu göstermiştir. Basınç üretimi; verimlilik ve hemouyumluluk arasındaki ödünleşmelerin optimize edilmesini gerektirir.