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Evaluación del riesgo de estrés extensional y hemólisis basada en CFD en las configuraciones de boquillas de referencia de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA)

Autores: Avc, Mesude

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Evaluación del riesgo de estrés extensional y hemólisis basada en CFD en las configuraciones de boquillas de referencia de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA)


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Hemólisis
Glóbulos rojos
Boquilla de la FDA
Tensión extensional
Modelado turbulento
Modelos de ley de potencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La hemólisis, o la descomposición de los glóbulos rojos, observada en dispositivos médicos ha sido una preocupación significativa durante muchos años, particularmente cuando se considera el estrés mecánico sobre las células. Este estudio se centra en evaluar las tensiones extensionales en dos configuraciones de la boquilla de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA): los modelos de Cono Gradual (GC) y Contracción Súbita (SC). Las geometrías de la boquilla se crearon como modelos 3D utilizando Ansys Fluent 18.2 y su software de preprocesamiento ICEM CFD. La malla se construyó con elementos hexaédricos con topologías de malla O. Se observaron los efectos de las condiciones de flujo variables modelando cinco casos experimentales de las boquillas de la FDA, incluyendo números de Reynolds en la garganta de 500, 2000, 3500, 5000 y 6500. Se examinaron los potenciales de hemólisis de las configuraciones de la boquilla de la FDA analizando los dominios completos. Se utilizó modelado turbulento aplicando el modelo de transporte de tensión cortante k- (SST k-). Se observó un umbral de 2.8 Pa para el estrés extensional. Además, se aplicaron los modelos de ley de potencia más comúnmente utilizados a la boquilla de la FDA para ver el efecto del estrés extensional en los modelos de ley de potencia. Los modelos de ley de potencia de Zhang dieron el menor error estándar, mientras que el modelo de Giersiepen dio el mayor error en las predicciones de hemólisis.

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