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1、全自动血细胞分离机分离采集技术及离心机构设计硕士学位论文全自动血细胞分离机分离采集技术及离心机构设计RESEARCHONAPHERESISPRINCIPLESOFAUTOMATICBLOODSEPERATORANDCENTRIFUGALMECHANISMDESIGN张晗哈尔滨工业大学2013年6月国内图书分类号:TH789学校代码:10213国际图书分类号:621密级:公开工程硕士学位论文全自动血细胞分离机分离采集技术及离心机构设计硕士研究生:张晗导师:朱东华(副)教授申请学位:工程硕士学科:机械工程所在单位:船舶与海洋工程学院答辩日期:2013年6月
2、授予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH789U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONAPHERESISPRINCIPLESOFAUTOMATICBLOODSEPERATORANDCENTRIFUGALMECHANISMDESIGNCandidate:ZhangHanSupervisor:A.Prof.ZhudonghuaAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringMechanicalEngineeri
3、ngSpeciality:SchoolofNavalArchitectureAndAffiliation:OceanEngineeringJune,2013DateofDefence:Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着医疗技术的发展,临床上越来越多地采用输注成分血液的治疗方式来对患者进行治疗,但是传统成分血的制备多是采用手工方式。此种方式存在着劳动强度大,操作步骤繁琐,并因医务人员操作习惯而影响成分血质量的问题。为提高成分血液分离的效率
4、以及成分血液采集质量,提出连续式全自动血细胞分离机的研制。血细胞分离机的工作需要专门的管路耗材,目前带式分离管路可实现连续的采血回输且具有分离效果好的特点。因此,本文提出全血带式离心分离管路的血液采集机理、分离过程参数并进行速度设计以及不同成分血液采集流程的规划,以此为全自动血细胞分离机的设计和工程应用奠定理论基础。本文首先分析了连续式血液分离带管路套件的构成并研究了全血在分离带中的运动原理。建立了全血分离过程的力学模型,提出可实现成分血液分离的层流假设,并根据stokes方程对血液成分的沉降系数进行推导。此外,还分析了影响离心分离带中血液分离的因素,
5、研究了通过蠕动泵对不同血液成分分层界面的调整方式,为后续分离机的结构设计提供基础。其次,根据建立的环形带式分离管路模型,运用FLUENT仿真软件对全血离心分离过程进行数值仿真。研究了不同管路端口造型、不同离心转速、不同管路采集速度对血液分离层面以及采集速度的影响,为后续分离机的过程参数化设计提供基础。然后,根据理论分析及仿真的结果,按照不同成分血液采集分类,研究了血液分离过程中各种参数的设置以及计算,设计了相关蠕动泵泵速计算方法,规划了不同成分血液采集流程,并在安全性上面考虑了安全参数的设计以及计算。并为不同的工作条件,对离心机转速、采血、回输速度进行
6、了速度梯度管理设计。为后续分离机控制系统研制提供依据。昀后,在前面分离分析基础上,设计了离心机构,为保证血液平稳快速的分离,对离心机构进行了动平衡设计与分析。关键词:离心分离;成分血的制备;FLUENT仿真;分离参数设计;动平衡-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmedicaltechnology,injectionofbloodcomponentisnowwidelyuesdinclinictotreatmentpatients.Traditionally,componentbloodprodu
7、ctionisproducedmorebymanualmethods.Somesignificantproblemsexistwiththismethodinthenurselaborintensityandoperationsteps,meanwhile,themedicalstaff’spersonaloperationhabithasagreatinfluenceonthequalityofcomponentblood.Inordertoimprovethequalityofthecomponentbloodandtheefficiencyofs
8、eparation,theautomaticbloodcellseparatorispropo
