施娟
,
陈振乾
,
施明恒
,
陈宇
工程热物理学报
本文建立了肿瘤组织多孔介质冻融相变传热的数学模型.采用显热容法研究模拟了冷热交替治疗过程中肿瘤组织中温度场分布以及冰晶增长和融化过程.研究结果表明,当冷刀进入组织以后,组织内会产生冰晶的生长.当冷刀的温度上升时,开始时在冷刀侧附近冰晶融化,出现一个冰晶融化的相界面;随着冷刀温度的上升,逐步出现两个冰晶融化的相界面.血液灌注率的存在使组织冻结速度变慢.
关键词:
冷冻外科
,
生物组织和肿瘤
,
相变传热
,
显热容法
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
介电泳分离方法的研究在微电子机械系统及生物领域具有广泛的应用前景.本文对介电泳作用下细胞颗粒在微通道电解溶液内流动进行了理论分析,对作用在分离流动方向细胞颗粒上的介电泳力和粘性力进行了分析.模拟了交流电场在频率1000 kHz微通道内三维电势分布和不同时间的介电泳力分布变化.
关键词:
介电泳
,
细胞颗粒
,
微流动
李栋
,
赵孝保
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
对频率20 kHz的超声波作用下竖直铝表面残留液滴的去除过程进行了快速可视化观测.对不同超声功率下铝表面液滴的去除时间进行了对比分析,同时对超声波作用下不同粒径液滴的去除时间进行了对比研究.试验结果表明,超声波可以瞬间去除竖直铝表面附着液滴且铝表面液滴去除过程可分为动力变形期以及破碎雾化期两个阶段.随着超声功率的增大,液滴的动力变形期变短,液滴越早进入破碎雾化期;此外,液滴粒径的增大使得液滴的动力变形时间以及破碎雾化时间均显著增加.结果验证了超声波去除铝板表面残留液滴的可行性,为有效去除表面残留液滴提供了可能.
关键词:
超声波
,
残留液滴
,
超声功率
,
动力变形期
,
破碎雾化期
戴晓丽
,
王登云
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
以海藻酸钙为壁面,石蜡/高密度聚乙烯定形材料为囊芯的球形相变胶囊为对象,建立了凝固传热过程的相变模型.模型中同时考虑了石蜡的体积变化和空腔分布,并根据囊芯材料的微观结构特征,基于分形理论对其等效导热系数进行了有效表征.采用了显热容法模拟了相变胶囊凝固过程中的传热和相界面位置的移动.模拟显示:考虑相变材料的体积变化对初始阶段的凝固过程几乎没有影响,但此后随着固相率逐渐增加,热传递速率明显减缓;初始空腔率不仅影响了相变传热速率,也降低了单位体积胶囊的相变潜热;越大的胶囊尺寸斯蒂芬数对其完全凝固时间所造成的差异愈加显著.该结果对如何提高相变胶囊的储存量和储存速率具有一定的指导意义.
关键词:
凝固
,
相变胶囊
,
体积变化
,
分形
申小中
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
微通道中的介电泳颗粒流动是芯片实验室装置的最重要应用之一.生物和医学领域的实际应用中,为获得足够的介电泳颗粒控制能力,在高电导率的电解溶液上施加强电场,而这将引起溶液温度的明显升高.本文建立了介电泳颗粒流动中的电场分布和焦耳热效应的理论模型.对介电泳微通道中电解溶液中的电场与温度场进行了计算,分析了介电泳作用下产生的焦耳热对微通道内温度场的影响.
关键词:
介电泳
,
微通道
,
颗粒流动
,
焦耳热
顾明伟
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
本文研究了相变材料在泡沫金属中的相变凝固传热过程,建立了泡沫金属相变材料的凝固相变传热的双温度模型,并进行了凝固相变传热模拟研究.模拟表明,使用泡沫金属作为骨架可以有效改善石蜡相变传热,缩短石蜡的凝固时间;石蜡在相变传热过程中与泡沫金属之间存在温差,且在发生凝固相变时温差达到最大.研究结果还表明,泡沫金属孔隙率越小,石蜡凝固的速度越快.
关键词:
泡沫金属
,
双温度模型
,
相变凝固
,
孔隙率
施娟
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
通过试验比较注有相同水量的多孔泡沫金属蓄冰球与普通蓄冰球冻结传热过程的动态特性,研究了多孔泡沫金属对蓄冰球内流体冻结传热过程的影响.试验发现:两种蓄冰球中的流体工质均需达到一定过冷度后才发生相变;在相同制冷工况下,蓄冰球内多孔泡沫金属流体工质进入相变状态快,并且完成工质总相变过程的时间短.研究表明,多孔泡沫金属具有良好的动态相变换热特性,能有效强化蓄冰球内流体冻结传热.
关键词:
多孔泡沫金属
,
冻结传热
,
蓄冰球
李栋
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
介绍了一种超声波抑霜新方法.对频率20 kHz的超声波作用下铝表面液滴的雾化现象进行了可视化观测.对不同超声输入功率以及不同超声作用时间下,70 mm×70 mm×3 mm铝表面液滴群的雾化概率进行了分析.试验结果发现,超声波可以瞬间雾化铝板表面液滴;随着超声输入功率的增加,铝表面液滴雾化概率逐渐增加;功率越低,超声作用时间对液滴雾化概率的影响越显著.结果表明,超声波可以去除铝板表面作为结霜初始阶段的液滴,为冷表面有效抑霜提供了可能.
关键词:
超声振荡
,
液滴
,
超声输入功率
,
雾化概率
赵芳
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
建立了生物组织(含正常组织与肿瘤)冻结过程相变传热的数学模型.模型中采用树状分形方法模拟血管的结构形态,同时考虑了组织在冻结过程中存在冻结区、糊状区和未冻结区三个区域.对生物组织在同时插入两根探针时冻结过程中温度场分布及冰晶生长规律进行了模拟.模拟结果表明:在冷冻初期,冰晶的生长速度较快,到了后期冰晶生长速度明显减慢;探针间距在冷冻初期对冰晶生长产生较大影响,随着冷冻时间的增加这种差别会逐渐减少.
关键词:
生物组织
,
冷冻
,
相变
,
分形
,
双冷针
施娟
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
导热对研究冷刀治疗的传热过程很重要.为了对冷刀治疗热过程有更好的理解,本文研究了生物组织的当量导热系数以及相关因素对当量导热系数的影响.将生物组织视为多孔介质,包括血管和正常组织两部分.建立了血管的分形模型,通过分形维的概念得到血管树的当量导热系数,采用盒计数法得到生物组织的当量导热系数.研究结果表明血管树的形状对组织的当量导热系数有很大的影响.
关键词:
生物组织
,
分形
,
当量导热系数
,
多孔介质
