پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک و مکاترونیک > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1394
پدیدآورندگان:
محمد هادی صداقت [پدیدآور اصلی]، محمد محسن شاه مردان[استاد راهنما]، محمود نوروزی[استاد مشاور]، محسن نظری[استاد مشاور]
چکیده: افزایش ذرات معلق موجود در هوا که ناشی از دود خروجی از وسایط نقلیه و فعالیت صنعتی کارخانه ها و مراکز صنعتی است و همچنین استعمال دخانیات، سبب افزایش روز افزون بیماری های تنفسی شده است. یکی از مهمترین راه های تصفیه هوای ورودی به شش ها، مایعی مخاطی است که سرتاسر نای را پوشانیده است که به علت چسبندگی زیاد لایه خارجی این مایع، سبب به دام افتادن ذرات معلق موجود در هوا می گردد. افزایش میزان آلودگی هوا، سبب اشباع شدن این مایع و از دست دادن خاصیت جذب ذرات معلق موجود در هوا می شود. یکی از راه های اصلی پیشگیری و درمان بیماری های تنفسی، تخلیه سریعتر این مایع و جایگزینی آن توسط مایع تمیز است که به عنوان یکی از دغدغه های اصلی پزشکان مرتبط با سیستم تنفسی بدن انسان مطرح بوده است و به همین جهت تاکنون تحقیقات بسیار زیادی بصورت عددی، تحلیلی و آزمایشگاهی در خصوص با این موضوع انجام شده است. عکس برداری و آزمایش های دقیق از نای انسان نشان می دهد که مایع مخاطی موجود در نای انسان از دو لایه تشکیل شده، لایه زیرین یا لایه اطراف مژک ها با نام PCL ، که در آنجا تعداد بسیار زیادی مژه با حرکت نوسانی در حرکتند یک لایه سیال نیوتنی با ویسکوزیته تقریباً برابر با ویسکوزیته آب در نظر گرفته می شود. لایه خارجی مایع مخاطی ناحیه ای است به نام موکوس، یک سیال چسبنده با ویسکوزیته زیاد بوده که نتایج آزمایشگاهی خواص یک سیال ویسکوالاستیک را برای آن گزارش کرده اند. در پژوهش حاضر، با در نظر گرفتن خواص ویسکوالاستیک برای لایه موکوس و همچنین با در نظر گرفتن معادله مناسب اولدروید بی به عنوان معادله متشکله آن به بررسی عددی تأثیر خواص رئولوژیک این سیال (نظیر زمان رهایی از تنش و نسبت ویسکوزیته) بر روی سرعت تخلیه آن پرداخته شده است. همچنین در این تحقیق به مقایسه اثرات خواص رئولوژیک با هم و با عوامل دیگر نظیر تغییر در فرکانس مژه ها ، تغییر در ضخامت ناحیه PCL و موکوس، تغییر در طول مژه ها، تغییر در کشش سطحی ناحیه بین موکوس و PCL و تغییر در ویسکوزیته موکوس به ازای مقادیر مختلف خواص رئولوژیک موکوس پرداخته شده است تا با ارائه راهکاری مناسب به درمان بیماری های رایج مرتبط با دستگاه تنفسی پرداخته شود. در این تحقیق برای حل میدان جریان یک روش جدید عددی که ترکیبی از روش شبکه بولتزمن و تفاضل محدود است ارائه شده است و جهت مدلسازی دقیق نیروهای وارده از طرف مژه ها به سیال و همچنین نیرو و مکان صحیح سطح مشترک دو سیال، روش مرز غوطه ور به روش فوق اضافه شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد در حالت استاندارد و در یک انسان سالم، نسبت ویسکوزیته موکوس بیشترین تأثیر را بر روی سرعت تخلیه موکوس دارد و پس از آن فرکانس مژه ها دومین عامل مؤثر بر روی سرعت متوسط تخلیه موکوس بوده و تأثیر دیگر عوامل در حالت استاندارد قابل ملاحظه نیست. در ادامه جهت بررسی بیشتر اثرات خواص، به بررسی اثر پارامترهای مختلف در نسبت ویسکوزیته متفاوت موکوس پرداخته شد. نتایج این قسمت نیز نشان می دهد که اثرات ویسکوزیته موکوس به خصوص در نسبت ویسکوزیته های کمتر، بر روی افزایش سرعت تخلیه موکوس بسیار مؤثر است. همچنین اثرات دیگر پارامترها نظیر ضخامت ناحیه PCL و موکوس و همچنین فرکانس زاویه ای مژه ها و طول مژه ها نیز در این حالت از عوامل تأثیر گذار بر سرعت تخلیه موکوس به شمار می رود. در انتهای این تحقیق به بررسی چند عامل تأثیر گذار در فرکانس زاویه ای مژه ها بر روی سرعت تخلیه موکوس پرداخته شده است. نتایج این بخش نیز نشان می دهد اثرات ویسکوزیته و زمان رهایی از تنش موکوس در نسبت ویسکوزیته کمتر و فرکانس بالاتر تأثیر چشمگیری بر سرعت تخلیه موکوس دارد. همچنین طول مژه ها در این بخش نیز تأثیرات مناسبی بر روی سرعت تخلیه موکوس به خصوص در فرکانس های بالاتر مژه ها نشان می دهد.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#تخلیه مخاطی درون نای #روش ترکیبی تفاضل محدود شبکه بولتزمن #روش مرز غوطه ور #خواص رئولوژیک موکوس
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)