МОДЕЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ГЛУШНИКА В ВЕНТИЛЯЦІЙНИХ КАНАЛАХ ВЕНТИЛЯТОРІВ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.66(2).2023.294986Ключові слова:
ШВЛ апарат, вимірювання потоку повітря, тривимірне моделювання потоку повітря, зниження шуму, зниження тиску потоку газуАнотація
Під час тривалого спостереження за роботою апарату штучної вентиляції легень (ШВЛ) моделі ЮВЕНТ-Т було помічено порушення повторюваності за однакових умов роботи. Тобто, на деяких апаратах саме цієї моделі датчик потоку повітря за однакових умов показував різні значення при повторюванні вимірювань. Шляхом експериментів було встановлено, що це викликано нерівномірністю потоку повітря всередині вентиляційних
каналів апарату ШВЛ, яка спричинена конструкцією встановлених там глушників. Одним із напрямків досягнення мети в роботі було запропоновано проєктування глушників різних внутрішніх конфігурацій, які будуть мати різну пропускну здатність і відповідно формуватимуть потік повітря різної інтенсивності.
Стаття висвітлює процес дослідження та моделювання потоку повітря у вентиляційних каналах ШВЛ апарату внаслідок виготовлення кількох тестових варіантів конструкцій глушників, які мали б вирішити проблему різних показників вимірювань потоку. Основна ідея полягала в зміні кількості та розмірів отворів глушників. Вочевидь, п’ять отворів з діаметром 2 мм занадто сильно розсіювали потік повітря, через що був підвищений ризик турбулентності потоку повітря, що і могло спричинити нерівномірність його вимірювань. Тому на всіх нових глушниках діаметр отворів було зменшено до 1 мм, але збільшено їх кількість в 2 рази. Загалом отримано 6 варіантів конструкції. Всі 6 варіантів було спроектовано в САПР SolidWorks, а також здійснено моделювання потоку для тестових моделей. За результатами вимірювань потоку повітря були отримані графічні залежності для кожного із зразків глушника, а саме інтеграл абсолютної похибки вимірювання потоку, інтеграл потужності шуму потоку, інтеграл потужності акустичного шуму та максимальна абсолютна похибка вимірювання параметрів потоку.
У подальшому запропоновано розробити математичну модель ламінарного потоку повітря в апараті ШВЛ з урахуванням нових конструкцій глушників, а також створити програмне забезпечення для проведення тестування згідно розроблених алгоритму та моделі. Провести експериментальне тестування спроєктованих глушників, а також виконати оцінку результатів експерименту.
Посилання
V. V. Boyko and V. M. Lisovyi, Eds., "Nevіdkladna khіrurgіya: pіdruchnik dlya studentіv VІ kursіv medichnikh fakul'tetіv medichnikh vuzіv," Ministry of Health of Ukraine, Kharkiv National Medical University, Kharkiv, Ukraine, 2019. (in Ukrainian)
M. F. Tereshchenko, G. S. Tymchyk, I. O. Yakovenko, "Biofizyka: praktykum," Kyiv, KPI im. Ihoria Sikorskoho, Vyd-vo «Politekhnika», 2019. [Online]. Available: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/28227. ISBN 978-966-622-952-9. [Available: 05.11.2023]. (in Ukrainian)
D. V. Velyhotskyi, N. V. Stelmakh, S. O. Mamylov, S. S. Yesman, "Aparatno-programnyi kompleks dlia neinvazyvnoho diahnostuvannia karboksyhemohlobinu v potokakh krovi," Visnyk KrNU imeni Mykhaila Ostrohradskoho, vol. 1/1 (72), pp. 71-74, 2012. (in Ukrainian)
Diaz, A. H. Rodriguez, J. Rello, "Ventilator-associated pneumonia: issues related to the artificial airway," Respiratory Care, vol. 50, no. 7, pp. 900-909, 2005.
H.-R. Paur et al., "In-vitro cell exposure studies for the assessment of nanoparticle toxicity in the lung—A dialog between aerosol science and biology," Journal of Aerosol Science, vol. 42, no. 10, pp. 668-692, 2011.
Y. A. Yukhymenko, N. V. Stelmakh, "Modeliuvannia-3D ta adytyvni tekhnolohii v suchasnii medytsyni," in XV Vseukrainska naukovo-praktychna konferentsiia studentiv, aspirantiv ta molodykh vchenykh "Efektyvnist inzhenernykh rishen u pryladobuduvanni", 10-11 hrudnia 2019 roku, Kyiv, Ukraine : zbіrnik prats konferentsіi / KPI im. Ihoria Sikorskoho, PBF, FMM, Kyiv, Ukraine: KPI im. Ihoria Sikorskoho; Tsentr uchbovoi literatury, 2019, pp. 414–417. (in Ukrainian)
I. V. Mastenko and N. V. Stelmakh, "Generative design of a frame type construction," KPI Science News, vol. 2, 2021, pp. 81–89. [Online]. Available: http://doi.org/10.20535/kpisn.2021.2.236954 [Available: 05.11.2023].
Y. A. Yukhymenko and N. V. Stelmakh, "Simulation of air flow in vent channels of medical equipment," in XVII All-Ukrainian Scientific-Practical Conference of Students, Postgraduates, and Young Scientists "Efficiency and Automation of Engineering Solutions in Instrumentation," December 07-08, 2021, pp. 330-333.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
