مطالعه آزمايشگاهي عوامل موثر برحركت دودي‌شكل ميزناي در مجراي بيولوژيك

Experimental essay of peristaltic fluid flow in the biologic tube

جريان پريستالتيك يا دودي شكل يكي از مهم ترين مكانيسم هاي انتقال سيال است. اين جريان علاوه بر كاربردهاي متنوع در مهندسي، مكانيسم بسيار مهم انتقال سيال در بسياري از اندام هاي بيولوژيك به خصوص در دستگاه گوارش و دفع ادرار محسوب مي‌شود. در اين مقاله، انتقال بولاس ادرار در ميزناي با استفاده از دستگاه شبيه‌ساز حركات دودي شكل بررسي شده است. از ويژگي هاي اين دستگاه مي توان به قابليت بررسي پارامترهاي مختلف موثر بر جريان دودي شكل ادرار، مانند اثر اختلاف فشار ورودي و خروجي ميزناي بر دبي تخليه و ميزان جريان بازگشتي از ميزناي به كليه، تاثير سرعت متوسط انتقال بولاس بر دبي تخليه و ميزان جريان بازگشتي، اثر وجود فيلم سيال در ميزناي بر دبي تخليه و همچنين تاثير تغيير طول بولاس بر ميزان جريان بازگشتي اشاره كرد. نهايتاً مشاهده شد كه افزايش اختلاف فشار ورودي و خروجي موجب كاهش نسبت رفلاكس به حجم اوليه بولاس و افزايش دبي تخليه شده وكاهش سرعت انتقال ادرار باعث كاهش ميزان رفلاكس و دبي خروجي مي‌شود. افزايش ضخامت فيلم سيال در مجرا نيز باعث كاهش دبي تخليه خروجي مي‌شود و با افزايش طول بولاس ادرار، بر ميزان جريان بازگشتي افزوده مي شود.

Peristaltic flow is one of the important mechanisms of fluid transmission. In addition to the divers engineering applications, this mechanism plays an important role in biological organs such as digestion system and urine excretion. In this paper, urine bolus transportation in ureter has been investigated experimentally using a peristaltic flow simulator apparatus. Some of the features of this apparatus worth mentioning are its ability to use it to investigate the influence of some important parameters in peristaltic flow, such as the effect of pressure difference between the kidney and the bladder on the quantity of discharge and reflux rates, effect of the mean velocity of bolus transport on discharge rate, existence of fluid film and its effect on bolus discharge rate, and effect of fluid bolus length on reflux rate. Then we compare the obtained results with the similar theoretical studies. It was observed that an increase in the pressure difference between inlet and outlet decreases the ratio of reflux to initial volume of the bolus, and it increases the discharge rate. Moreover, the quantities of reflux and discharge rate decrease by decreasing the bolus transport velocity. It was also observed that the thickness of the fluid film has an inverse relation with respect to the discharge rate and with increasing the bolus length reflux is increasing.