การศึกษาการไหลของอนุภาคในระบบทางเดินหายใจตอนบน ด้วยวิธีการวิเคราะห์เชิงตัวเลข

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปรากฏการณ์การไหล (Flow Phenomena) เมื่อมีการไหลของอนุภาค (Particle) ในระบบทางเดินหายใจตอนบนของมนุษย์ โดยใช้โปรแกรม CFD เพื่อสร้างแบบจำลองการไหลของอากาศที่มีส่วนผสมของอนุภาค เพื่อให้เห็นลักษณะการไหลและการเกิดคราบหรือตะกอนที่เกาะติดตามผนังของท่อทางเดินหายใจ โดยกำหนดอัตราการไหลที่ทางเข้าเป็น 15 ลิตรต่อนาที ความเร็วเริ่มต้น 20 เซนติเมตรต่อวินาที และอัตราการไหลที่ทางเข้า 60 ลิตรต่อนาที ความเร็วเริ่มต้น 40 เซนติเมตรต่อวินาที อนุภาคที่ผสมอยู่ในอากาศเป็นแบบ 2 เฟส คือ ของแข็ง และก๊าซ โดยอนุภาคมีขนาด 1 นาโนเมตร และ 10 นาโนเมตร จากแบบจำลองพบว่าถ้าที่ความเร็วในการไหล 20 เซนติเมตรต่อวินาที อนุภาคจะเกาะติดบริเวณท่อทางแยกมากกว่า ที่ความเร็วในการไหล 40 เซนติเมตรต่อวินาที เนื่องจากที่ความเร็วในการไหลต่ำจะเกิดพลังงานจลน์มาก ซึ่งเป็นบริเวณที่มีความเร็วต่ำคือบริเวณขอบและทางแยก