儿童雾化面罩内药物分布流场特性与面罩优化
发布时间：2021-04-19 08:26
日渐恶化的空气环境导致了儿童呼吸道疾病的持续多发,而雾化治疗在儿童呼吸道疾病治疗过程中发挥了重要的作用。现今儿童医用雾化面罩在使用过程中,存在着大量雾化药物气体泄漏的问题,从而影响到治疗效果并造成雾化药物的浪费。为改善上述问题,本文从送药速度、温度以及面罩结构三个方面对儿童雾化面罩进行了优化设计研究。本文研究采用实验验证与数值模拟相结合的方法。首先,对雾化面罩进行仿真建模和数值模拟;然后,建立全尺寸实验,对所选数值模拟模型进行验证,并对雾化面罩内部的流场和雾化颗粒浓度场进行分析,找出雾化面罩入口速度和温度对药物利用率的影响规律;最后,对雾化面罩进行结构优化设计,并寻找出能有效提高药物利用率的优化设计方案。研究结果表明,雾化气流进入面罩入口后,呈现典型的射流现象,在射流接触到人脸面部后,将由于康达效应贴附着面部向四周流动。流向左右两侧的气流则贴附面部运动一段距离后产生比较强的涡流区域,同时一部分雾化药物随着气流流出面罩左右排气孔。向下分流的气流则在面罩下半部形成涡流区,向上分流的气流由于人体呼吸的变化而产生不同的气流场;送药速度对于雾化面罩内部流场有着较大影响,送药速度v控制在0.4 m...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
西安建筑科技大学硕士学位论文9表2.2雾化面罩参数项目名称值送药口直径（mm）18.0排气孔直径（mm）9.0送药口平均气流速度（m/s）1.212.1.2全尺寸实验搭建与实施建立全尺寸实验的目的为：1.验证雾化面罩模型的简化处理的合理性。2.验证仿真模拟结果所得到的面罩开孔处流速与雾化颗粒的泄露率是否与理实验所得到的结果吻合，从而验证数值模型。实验原理及装置如图2.1和图2.2：1、正弦电压输出电路板；2、控制电源；3、吸水剂；4、风机；5、雾化器；6、亚克力密闭罩；7、儿童头模；8、雾化面罩；9、雾化杯图2.1非稳态泄露率验证试验台123456789
西安建筑科技大学硕士学位论文101、风机；2、控制电源；3、swema风速测量仪；4、雾化器；5、儿童头模；6、雾化面罩；7、雾化杯图2.2稳态速度验证试验台表2.3实验工况表工况鼻孔气流速度（m/s）说明稳态吸气2.15调节电源，测出不同工况鼻孔风速1.831.63稳态呼气3.48调节电源，测出不同工况鼻孔风速2.041.42非稳态吸气v=0.6sin（1.047t）+1.5通过测量鼻孔风速随时间变化得出吸气函数非稳态呼气v=0.8sin（1.047t）+1.9通过测量鼻孔风速随时间变化得出呼气函数1234567
【参考文献】：
期刊论文
[1]雾化吸入治疗对行气管切开术重症颅脑损伤患者的临床影响研究[J]. 袁鹏. 现代医药卫生. 2020(06)
[2]基于Fluent的雾化器雾滴粒径的研究[J]. 赵海霞,张献伟. 机械与电子. 2020(03)
[3]慢性呼吸疾病的防治策略[J]. 钟南山,曾广翘. 中国临床保健杂志. 2020(01)
[4]Effects of different nozzle materials on atomization results via CFD simulation[J]. Xiangyu Li,Jianjun Du,Licheng Wang,Jiangli Fan,Xiaojun Peng. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2020(02)
[5]全脸式睡眠呼吸机面罩内CO2残留的数值分析及优化设计[J]. 李振潇,张翼飞,张治国. 生物医学工程研究. 2018(03)
[6]家用型压缩空气式雾化器设计研究[J]. 安静,张迪. 设计. 2018(18)
[7]罩杯调节式多功能雾化面罩的研制[J]. 刘侠,刘亚丽,许丽. 护理学报. 2017(19)
[8]气切型面罩雾化吸入器的改进[J]. 王孟云,高建珍. 当代护士(中旬刊). 2016(12)
[9]气切面罩型雾化器在气管切开患者吸氧中的应用[J]. 黄荣静,梁水英,黄庆云. 岭南急诊医学杂志. 2016(02)
[10]压缩空气雾化器与超声雾化吸入及护理治疗COPD的疗效比较[J]. 廖庆利. 中外医学研究. 2014(22)
博士论文
[1]喷射沉积气体流场与雾化机制研究[D]. 赵文军.哈尔滨工业大学 2012
[2]咽腔三维模型建立及其生物力学特性研究[D]. 于驰.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]防毒面具面罩内部气流场分布模拟仿真研究[D]. 黄威.西安工业大学 2017
[2]呼吸防护面具罩体的流体力学分析及参数化建模研究[D]. 张静.武汉理工大学 2011
[3]SCX超细选粉机分级机理研究及装备设计[D]. 张亚南.西南科技大学 2010
本文编号：3147200
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
西安建筑科技大学硕士学位论文9表2.2雾化面罩参数项目名称值送药口直径（mm）18.0排气孔直径（mm）9.0送药口平均气流速度（m/s）1.212.1.2全尺寸实验搭建与实施建立全尺寸实验的目的为：1.验证雾化面罩模型的简化处理的合理性。2.验证仿真模拟结果所得到的面罩开孔处流速与雾化颗粒的泄露率是否与理实验所得到的结果吻合，从而验证数值模型。实验原理及装置如图2.1和图2.2：1、正弦电压输出电路板；2、控制电源；3、吸水剂；4、风机；5、雾化器；6、亚克力密闭罩；7、儿童头模；8、雾化面罩；9、雾化杯图2.1非稳态泄露率验证试验台123456789
西安建筑科技大学硕士学位论文101、风机；2、控制电源；3、swema风速测量仪；4、雾化器；5、儿童头模；6、雾化面罩；7、雾化杯图2.2稳态速度验证试验台表2.3实验工况表工况鼻孔气流速度（m/s）说明稳态吸气2.15调节电源，测出不同工况鼻孔风速1.831.63稳态呼气3.48调节电源，测出不同工况鼻孔风速2.041.42非稳态吸气v=0.6sin（1.047t）+1.5通过测量鼻孔风速随时间变化得出吸气函数非稳态呼气v=0.8sin（1.047t）+1.9通过测量鼻孔风速随时间变化得出呼气函数1234567
【参考文献】：
期刊论文
[1]雾化吸入治疗对行气管切开术重症颅脑损伤患者的临床影响研究[J]. 袁鹏. 现代医药卫生. 2020(06)
[2]基于Fluent的雾化器雾滴粒径的研究[J]. 赵海霞,张献伟. 机械与电子. 2020(03)
[3]慢性呼吸疾病的防治策略[J]. 钟南山,曾广翘. 中国临床保健杂志. 2020(01)
[4]Effects of different nozzle materials on atomization results via CFD simulation[J]. Xiangyu Li,Jianjun Du,Licheng Wang,Jiangli Fan,Xiaojun Peng. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2020(02)
[5]全脸式睡眠呼吸机面罩内CO2残留的数值分析及优化设计[J]. 李振潇,张翼飞,张治国. 生物医学工程研究. 2018(03)
[6]家用型压缩空气式雾化器设计研究[J]. 安静,张迪. 设计. 2018(18)
[7]罩杯调节式多功能雾化面罩的研制[J]. 刘侠,刘亚丽,许丽. 护理学报. 2017(19)
[8]气切型面罩雾化吸入器的改进[J]. 王孟云,高建珍. 当代护士(中旬刊). 2016(12)
[9]气切面罩型雾化器在气管切开患者吸氧中的应用[J]. 黄荣静,梁水英,黄庆云. 岭南急诊医学杂志. 2016(02)
[10]压缩空气雾化器与超声雾化吸入及护理治疗COPD的疗效比较[J]. 廖庆利. 中外医学研究. 2014(22)
博士论文
[1]喷射沉积气体流场与雾化机制研究[D]. 赵文军.哈尔滨工业大学 2012
[2]咽腔三维模型建立及其生物力学特性研究[D]. 于驰.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]防毒面具面罩内部气流场分布模拟仿真研究[D]. 黄威.西安工业大学 2017
[2]呼吸防护面具罩体的流体力学分析及参数化建模研究[D]. 张静.武汉理工大学 2011
[3]SCX超细选粉机分级机理研究及装备设计[D]. 张亚南.西南科技大学 2010
本文编号：3147200
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