Un Modelo Simplificado para Predecir los Factores de Fricción del Flujo Sanguíneo Laminar en Vasos de Pequeño Calibre
Autores: Mouza, Aikaterini A.; Skordia, Olga D.; Tzouganatos, Ioannis D.; Paras, Spiros V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Un Modelo Simplificado para Predecir los Factores de Fricción del Flujo Sanguíneo Laminar en Vasos de Pequeño Calibre
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Correlación
Predicción
Factor de fricción de Fanning
Caída de presión
Flujo sanguíneo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este estudio fue proporcionar a los científicos una correlación sencilla que pueda aplicarse a la predicción del factor de fricción de Fanning y, en consecuencia, de la caída de presión que se produce durante el flujo sanguíneo en vasos de pequeño calibre. Debido al pequeño diámetro del conducto, los números de Reynolds son bajos y, por lo tanto, el flujo es laminar. Este estudio se ha llevado a cabo utilizando simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) validadas con datos experimentales relevantes, adquiridos mediante un montaje experimental apropiado. Los experimentos se relacionan con la medición de la caída de presión durante el flujo de un análogo de sangre que sigue el modelo de Casson, es decir, una solución acuosa de glicerol que contiene una pequeña cantidad de goma xantana y exhibe un comportamiento similar al de la sangre, en un microtubo de acero inoxidable liso (L = 50 mm y D = 400 m). La interpretación de los datos numéricos resultantes llevó a la propuesta de un modelo simplificado que incorpora el efecto del caudal sanguíneo, el valor de hematocrito (35-55%) y el diámetro del vaso (300-1800 m) y predice, con una precisión mejor que +/-10%, el factor de fricción de Fanning y, en consecuencia, la caída de presión durante el flujo laminar de sangre en vasos de pequeño calibre saludables.
Descripción
El objetivo de este estudio fue proporcionar a los científicos una correlación sencilla que pueda aplicarse a la predicción del factor de fricción de Fanning y, en consecuencia, de la caída de presión que se produce durante el flujo sanguíneo en vasos de pequeño calibre. Debido al pequeño diámetro del conducto, los números de Reynolds son bajos y, por lo tanto, el flujo es laminar. Este estudio se ha llevado a cabo utilizando simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) validadas con datos experimentales relevantes, adquiridos mediante un montaje experimental apropiado. Los experimentos se relacionan con la medición de la caída de presión durante el flujo de un análogo de sangre que sigue el modelo de Casson, es decir, una solución acuosa de glicerol que contiene una pequeña cantidad de goma xantana y exhibe un comportamiento similar al de la sangre, en un microtubo de acero inoxidable liso (L = 50 mm y D = 400 m). La interpretación de los datos numéricos resultantes llevó a la propuesta de un modelo simplificado que incorpora el efecto del caudal sanguíneo, el valor de hematocrito (35-55%) y el diámetro del vaso (300-1800 m) y predice, con una precisión mejor que +/-10%, el factor de fricción de Fanning y, en consecuencia, la caída de presión durante el flujo laminar de sangre en vasos de pequeño calibre saludables.