Modelado de Bombas Peristálticas con Respecto a las Propiedades del Material del Tubo Viscoelástico y Efectos de Fatiga
Autores: Hostettler, Marco; Grüter, Raphael; Stingelin, Simon; De Lorenzi, Flavio; Fuechslin, Rudolf M.; Jacomet, Cyrill; Koll, Stephan; Wilhelm, Dirk; Boiger, Gernot K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado de Bombas Peristálticas con Respecto a las Propiedades del Material del Tubo Viscoelástico y Efectos de Fatiga
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Bomba peristáltica
Tecnología
Tasas de flujo
Material del tubo
Frecuencia de la bomba
Dinámica de fluidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de bombas peristálticas se utiliza ampliamente donde se requieren tasas de flujo volumétrico relativamente bajas y altamente precisas, y donde se debe excluir la contaminación del fluido. Así, los campos de aplicación típicos incluyen alimentos, productos farmacéuticos, tecnología médica y análisis. En ciertos casos, cuando se aplica en conjunto con material de tubería basado en polímeros, se informa que las tasas de flujo peristáltico suministradas son significativamente más bajas que las tasas de flujo establecidas esperadas. Dichas reducciones de la tasa de flujo están relacionadas con (i) el material de la tubería elegido, (ii) los efectos de fatiga del material de la tubería y (iii) la frecuencia de la bomba aplicada. Este trabajo presenta un solucionador de bomba peristáltica rápido, dinámico, multifísico y unidimensional, que se demuestra que captura todos los efectos cualitativamente relevantes en términos de reducción de la tasa de flujo peristáltico dentro de bombas peristálticas lineales. El solucionador numérico abarca la dinámica de fluidos laminar, las restricciones geométricas proporcionadas por el funcionamiento de la bomba peristáltica, así como las propiedades del material de la tubería viscoelástica y los efectos de fatiga del material de la tubería. Se llevaron a cabo una variedad de experimentos de validación en este trabajo. Los experimentos apuntan al alto grado de precisión cuantitativa del nuevo software y lo califican como la base para elaborar una corrección de accionamiento a priori.
Descripción
La tecnología de bombas peristálticas se utiliza ampliamente donde se requieren tasas de flujo volumétrico relativamente bajas y altamente precisas, y donde se debe excluir la contaminación del fluido. Así, los campos de aplicación típicos incluyen alimentos, productos farmacéuticos, tecnología médica y análisis. En ciertos casos, cuando se aplica en conjunto con material de tubería basado en polímeros, se informa que las tasas de flujo peristáltico suministradas son significativamente más bajas que las tasas de flujo establecidas esperadas. Dichas reducciones de la tasa de flujo están relacionadas con (i) el material de la tubería elegido, (ii) los efectos de fatiga del material de la tubería y (iii) la frecuencia de la bomba aplicada. Este trabajo presenta un solucionador de bomba peristáltica rápido, dinámico, multifísico y unidimensional, que se demuestra que captura todos los efectos cualitativamente relevantes en términos de reducción de la tasa de flujo peristáltico dentro de bombas peristálticas lineales. El solucionador numérico abarca la dinámica de fluidos laminar, las restricciones geométricas proporcionadas por el funcionamiento de la bomba peristáltica, así como las propiedades del material de la tubería viscoelástica y los efectos de fatiga del material de la tubería. Se llevaron a cabo una variedad de experimentos de validación en este trabajo. Los experimentos apuntan al alto grado de precisión cuantitativa del nuevo software y lo califican como la base para elaborar una corrección de accionamiento a priori.