عنوان پایان‌نامه
مطالعه عددی پخش و نشست ذرات چند اندازه در حفره بینی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3300;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76190
- تاریخ دفاع
- ۱۴ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- نیما نرج آبادی فام
- استاد راهنما
- بهرنگ سجادی
- چکیده
- تنفس از طریق حفره بینی مانع از ورود مواد سمی، گرد و غبار به شش‌ها می‌شود. از سوی دیگر، حفره بینی می‌تواند به عنوان ابزاری برای دارورسانی به شش‌ها استفاده شود. همچنین نشست ذرات دارو بر روی دیواره حفره بینی نقش مهمی در درمان برخی بیماری‌ها ایفا می‌کند. از این رو در این پروژه، نشست ذرات دارو در قسمت‌های مختلف حفره بینی شامل قسمت‌های قدامی، میانی و خلفی بررسی شد. برای شبیه‌سازی عددی نشست ذرات از مدل بالانس جمعیتی استفاده شد. هندسه حفره بینی از عکس‌های تصویربرداری تشدید مغناطیسی بینی یک مرد 53 ساله، سالم و غیر سیگاری مدل شده است. کار حاضر بازده نشست ذرات چنداندازه که شامل چهار توزیع اندازه مختلف بین 1 تا 110 میکرومتر است را در نظر گرفته است. تاثیر تغییر قطر میانه جرمی با فرض انحراف معیار هندسی ثابت، تاثیر تغییر انحراف معیار هندسی در قطر میانه جرمی ثابت و همچنین تاثیر زاویه ورودی ذرات به حفره بینی بر روی بازده نشست مطالعه شده است. مدل حاضر با فرض جریان آرام و در دبی حجمی 5 لیتر بر دقیقه انجام شده است. نتایج نشان داد که بازده نشست برای توزیع‌های مختلف ذرات بین 55 تا 70 درصد است و میزان نشست با افزایش قطر ذرات، کاهش انحراف معیار هندسی و کاهش زاویه ورودی ذرات افزایش یافته است. همچنین هر چقدر قطر میانه جرمی افزایش یابد یا انحراف معیار هندسی کاهش یابد میزان نشست در قسمت قدامی حفره بینی افزایش یافته است. به علاوه بیشتر ذرات به خاطر اینرسی در قسمت پایین حفره بینی نشست کرده‌اند. نهایتا بیشترین نشست در قسمت میانی حفره بینی زمانی اتفاق افتاده است که زاویه ورودی ذرات 5/22 درجه است. .واژه‌های کلیدی: نشست ذرات چنداندازه درحفره بینی، تصویربرداری تشدید مغناطیسی، مدل بالانس جمعیتی، قطر میانه جرمی، انحراف معیار هندسی
- Abstract
- Nasal inhalation prevents toxic materials, dust, etc. from entering the lungs. On the other hand, the nasal pathways could be used to deliver drug particles to lungs. In addition, deposition of drug aerosols on nasal cavity surfaces plays an important role in the treatment of some medical illnesses. In this study, the deposition efficiency of drug particles was investigated in different regions of nasal cavity included anterior, middle, and posterior regions. Numerical simulation of the deposition efficiency was considered using Population Balance Model (PBM). Nasal cavity geometry was modeled by the magnetic resonance imaging (MRI) scans of the nose of a healthy, non-smoking and 53-year-old male. The present study considers the deposition efficiency of poly-dispersed drug particles between 1 and 110 ?m.The effect of changes of mass median diameter (MMD) at a fixed geometric standard deviation (GSD) and vice versa was investigated on the deposition efficiency of injected droplets. Also, effect of different injection angles in a fixed MMD and GSD was considered. The model is subjected to steady laminar flow rates of 5 L/min. The results showed that for different particle size distribution, deposition efficiency vary between 55 and 70 per cent. Also, deposition values increased with increase of MMD, and decrease of GSD and droplets injection angles. Moreover, the greater MMD value or lower GSD value, the more deposition in anterior region. Furthermore, because of inertial effect, the droplets almost were deposited in the lower part of nasal cavity. Finally, the most deposition in middle region occurs when the injection angle is 22.5. Keywords: deposition efficiency of drug particles, magnetic resonance imaging (MRI), Population Balance Model (PBM), mass median diameter (MMD), geometric standard deviation (GSD).
