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相似文献
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1.
激光手术喷雾冷却中R404a液滴的蒸发特性   总被引:3,自引:1,他引:2  
制冷剂低温喷雾冷却是激光治疗葡萄酒色斑的主要辅助手段,可以有效保护表皮不受热损伤.目前采用的R134a制冷剂不易抵消深色人种皮肤的黑色素对激光能量的大量吸收,采用沸点更低的R404a制冷剂可以更好保护黄色与黑色人种的皮肤.针对单个液滴建立了蒸发过程的理论模型,水滴蒸发实验的预测结果与实验结果非常吻合,验证了模型的有效性.利用该模型比较了R404a液滴与R134a液滴的蒸发冷却效果,发现R404a液滴可以达到更低的温度.分析了不同初始直径和环境蒸气质量分数对R404a液滴蒸发特性的影响,所得结果对于黄色和黑色人种激光手术治疗鲜红斑痣的制冷剂喷雾手术有参考价值.  相似文献   

2.
制冷剂闪蒸喷雾冷却(CSC)已经成为激光治疗葡萄酒色斑等皮肤病手术中的标准冷却辅助手段。为优化喷嘴设计,进一步增进冷却效率和改善治疗效果,搭建了制冷剂闪蒸瞬态喷雾冷却实验台,设计了8个不同内径和长度的直管型喷嘴,采用先进的磁控溅射沉积薄膜热电偶测温方法,应用杜哈梅尔定理计算表面热流密度,定量研究了不同喷嘴对冷却表面传热特性的影响,并对其传热规律和雾化特性进行了系统的分析比较。此外,提出了评价喷嘴冷却效率标准,给出了采用不同几何尺寸喷嘴时冷却表面换热量随喷雾距离的变化规律。  相似文献   

3.
太田痣激光热疗的原理是用激光能量崩解真皮增生的黑色素,但表皮正常黑色素同样吸收激光能量,需要对其进行预冷却以避免热损伤。已经成功应用于辅助治疗葡萄酒色斑的瞬态制冷剂喷雾冷却很有潜力,但需进一步提高冷却能力并缩短液膜残留时间以避免对激光能量的衰减和皮肤感染。具有低沸点、高潜热、低全球变暖潜能值的R-32制冷剂有望成为R-134a和R-404A制冷剂的替代品。搭建了制冷剂瞬态喷雾冷却与激光能量衰减测试系统对喷雾冷却性能开展了实验研究。R-32制冷剂喷雾冷却下的热流密度峰值最大(519.0 kW·m-2)且液膜残留时间最短(142 ms),对755 nm和1064 nm的激光能量衰减最小。在喷雾开始63 ms后,R-32制冷剂喷雾对1064 nm激光的能量衰减小于6%。R-32制冷剂喷雾的冷却能力强,液膜残留时间短,对激光衰减小且对环境友好,表明R-32制冷剂具有较好的临床应用潜能。  相似文献   

4.
目前,辅助激光临床治疗鲜红斑痣所使用的R134a制冷剂喷雾冷却冷量不足,导致表皮黑色素含量高的患者的治疗效果较差。R404A以其更强的冷却能力具有取代R134a的潜力。本文通过实验定量研究了喷雾距离和时间对R404A喷雾冷却类皮肤表面动态传热的影响,并分析了不同工况下传热规律的相似性。结果表明:增加喷雾时间,可以延长对表皮的冷却保护时间;喷雾距离对表面温度的影响取决于时间尺度,短时间喷雾(20 ms)下,表面最低温度Tmin随着喷雾距离的增大而升高,而长时间喷雾下(100 ms),表面最低温度Tmin在喷雾距离为30 mm时达到最小值;表面的最大热流密度qmax和最大换热系数hmax随喷雾距离增大而单调递减,与喷雾时长无关。通过理论分析提出了无量纲热流密度随无量纲时间变化的关系式。本研究结果对R404A喷雾冷却未来的临床应用具有重要的指导意义。  相似文献   

5.
基于对称双侧激光二极管(LD)抽运Nd∶GGG(掺钕钆镓石榴石)激光晶体板条,从热传导基本方程出发,以废热等效于内热源模型为前提,利用有限元分析软件ANSYS对Nd∶GGG板条在热容工作下的瞬态温度场及应力场进行了数值模拟,分析了在不同边界条件下温度和应力随时间和空间的变化特性及其热致变形。计算结果表明:在激光发射阶段,边界非绝热使得板条在垂直光轴方向产生温度梯度,由此产生的折射率梯度和应力梯度导致距离光轴最远的板条边缘和光轴处产生约0.2μm的变形量。同时模拟了冷却阶段空气对流冷却、水循环冷却及喷雾冷却条件下的温度变化过程,研究了适用于热容板条固体激光器工作的冷却手段。  相似文献   

6.
间歇式喷雾冷却是一种高效节能的新型散热技术,能够提高电子元器件的散热潜能,同时间歇式喷雾冷却能够在喷雾冷却过程中,解决因液膜厚度过大和蒸汽与液滴的逆向运动导致换热的能力降低情形。本文基于国内外研究成果,从工质类型、喷雾参数和表面特征的角度,结合占空比、频率及喷雾周期,综述了间歇式喷雾冷却的换热机理,总结了间歇式喷雾冷却热表面结构的换热特性,为电子元件的散热提供一个有效的方法,并为今后的研究指明了方向。  相似文献   

7.
大功率激光器喷雾冷却中无沸腾区换热性能实验研究   总被引:11,自引:0,他引:11  
以水为冷却介质,采用雾化角60°的Steinen系列1.5和2.0实心圆锥喷嘴,研究不同流量(3.26~5.0 L/h)时大功率激光器喷雾冷却中的换热性能.结果表明,喷雾冷却"无沸腾"区换热性能不能简单以流最大小来衡量;对于同种型号喷嘴,压力,流量增大会导致换热性能增强;但对不同型号的喷嘴,增大压力与流量不能明显增强换热能力.在液滴喷射速度变化不大时,由于流量增加会引起液滴数通量、液滴粒径大小、液膜厚度等喷雾参数的变化,这些参数共同影响着换热.冷却效率主要受液体流量和液滴喷射速度共同影响.对于同种型号喷嘴,压力增强冷却效率下降.相对于光滑表面,粗糙换热面在喷雾冷却"无沸腾"区有着更好的换热性能和冷却效率.  相似文献   

8.
喷雾冷却是解决电子元器件等高热流密度散热问题的关键技术。CHF(临界热流密度)对应着喷雾冷却换热曲线的最高点,代表了喷雾冷却的最大换热能力,对指导喷雾冷却的实际应用和偏小冷却系统体积均具有重要意义。本文综述了国内外现有的CHF理论模型和经验模型,分析了喷嘴特性、喷雾倾角、热源表面结构和循环工质类型对CHF的影响,指出了今后的研究方向。  相似文献   

9.
本文阐述的低温制冷装置,包含有一个普通的管式热交换器和一个阀门组件。热交换器有一个热端和一个冷端,并有两个气体通道,来自高压气源的制冷剂通过其中的一个通道到达膨胀喷咀,靠J-T效应在液化腔内产生冷量,而低压气体则通过另一通道返回,以冷却进来的制冷剂。阀门组件与喷咀联动,改变它的有效面积,自动地控制制冷剂的流量。这种制冷器结构简单、紧凑,对液化腔内的液体总量(也可以说是对冷量的贮存)有平滑而灵敏的响应,该液体可以是深度有变化的液池,也可以是液滴比例有变化的喷雾。  相似文献   

10.
基于人体皮肤的组织结构以及鲜红斑痣(PWS)皮肤的病理特征,光在皮肤组织中的传输特性以及皮肤各层的组织光学参数,建立了一种具有多层组织结构的鲜红斑痣皮肤数值模拟计算模型,介绍了该模型中组织光学参数的确定方法.利用蒙特卡罗(MC)方法结合临床数据对模型进行了验汪,同时计算了光能量在PWS皮肤中随深度的分布,结果可为临床上如何选择最佳光剂量提供部分参考依据.利用本模型做进一步的详细完整的计算可以为光动力学治疗PWS提供理论支持.  相似文献   

11.
Cryogenic sprays are used for cooling human skin during laser dermatologic surgery. In this paper, six straight-tube nozzles are characterized by photographs of cryogenic spray shapes, as well as measurements of average droplet diameter, velocity, and temperature. A single-droplet evaporation model to predict average spray droplet diameter and temperature is tested using the experimental data presented here. The results show two distinct spray patterns--sprays for 1.4-mm-diameter nozzles (wide nozzles) show significantly larger average droplet diameters and higher temperatures as a function of distance from the nozzle compared with those for 0.5-0.8-mm-diameter nozzles (narrow nozzles). These results complement and support previously reported studies, indicating that wide nozzles induce more efficient heat extraction than the narrow nozzles.  相似文献   

12.
高速摄影仪研究单水滴运动的实验初探   总被引:2,自引:0,他引:2  
雾化水滴的蒸发过程是非常复杂的物理过程,涉及到动量、热量和质量的传递以及输运等复杂过程。本文针对三维激光多普勒仪器PDA在测量雾化水滴中要求球形度高的缺点,设计搭建了单水滴生成器,利用高速摄影技术研究了单水滴在不同空气速度和水滴孔径情况下的运动规律,解决了测量中遇到的一些问题并开发了相应的图像处理软件,为今后进一步详细实验研究单水滴或多个水滴的蒸发过程提供了参考。  相似文献   

13.
Surface cooling, in conjunction with various thermally mediated therapeutic procedures, can provide a means to protect superficial tissues from injury while achieving destruction of deeper targeted structures. We have investigated the thermal response of in-vivo human skin to: (1) contact cooling with a sapphire window (6-12°C); and (2) spray cooling with a freon substitute cryogen [tetrafluoroethane; boiling point ≈-26°C at 1 atmospheric pressure (atm)]. Measurements utilizing infrared radiometry show surface temperature reductions from 30°C to 14-19°C are obtained within approximately is in response to sapphire contact cooling. Surface temperature reductions to values between 5°C and -9°C are obtained in response to 20-100-ms cryogen spurts. Computational results, based on fitting the measured radiometric surface temperature to estimate heat transfer parameters, show: (1) temperature reductions remain localized to approximately 200 μm of superficial tissue; and (2) values of heat flux and total energy removed per unit skin surface area at least doubled when using cryogen spray cooling  相似文献   

14.
热容激光器冷却过程的热力学数值模拟   总被引:1,自引:2,他引:1  
胡浩  蔡震  蒋建锋  涂波  裴正平  周唐建  成渝  唐淳 《中国激光》2007,34(11):1507-1511
为了研究热容激光器冷却过程中激光介质的热力学特性,建立了激光介质热力学理论模型.该模型将介质表面的换热作为瞬态导热微分方程的热源,得到冷却过程中热传导模型.获得了激光介质在冷却过程中的瞬态温度场,进一步得到介质的热应力.利用数值模拟,得到了YAG介质和GGG介质在不同冷却条件下的冷却时间、温差和热应力.表面换热系数从0.1 W?cm-2?K-1增加到0.5 W?cm-2?K-1,冷却时间明显缩短;表面换热系数从0.5 W?cm-2?K-1增加到1 W?cm-2?K-1,冷却时间缩短不明显.对于相同体积、相同初始温度场的YAG介质和GGG介质,YAG介质的冷却时间少于GGG介质的冷却时间.在相同冷却条件下,YAG介质的温差小于GGG介质的温差,YAG介质的最大等效应力小于GGG介质的最大等效应力.  相似文献   

15.
液体强制对流换热因具有较高的可靠性和性能稳定性而被广泛使用于高功率板条激光介质介质的制冷,但沿流场方向产生的温度梯度会显著改变激光介质的热应力状态而带来不良影响。提出了基于冷却流场与目标温度匹配控制思路的双大面侧泵激光介质纵向强制对流冷却方案(Longitudinal forced convection),利用非定常边界条件的流?固耦合有限元仿真方法对比了全腔浸泡对流冷却(Cavity forced convection)、微通道传导冷却技术方案(Micro-channel conduction),针对入口流量、流场状态、流道壁面条件等因素进行了详细研究。在30 L/min入口流量下,该方案热交换区域固液界面平均对流换热系数达104 W·m?2·K?1量级,且均匀分布。此外,通过改变壁面粗糙程度能够获得更高的对流换热系数。根据设计结果研制了一套板条激光放大器,实验监测点的温度结果与模拟仿真预测结果相吻合,冷却性能达到预期。  相似文献   

16.
The thermal response of a human in the near-zone of an antenna was determined by numerical procedures. The approach taken was to modify the heat transfer equations for man in air to account for thermal loading due to the energy absorbed from the radiating antenna. The absorbed power density distribution in the human body was determined by considering the body and antenna to be a coupled system in which the resulting system of equations were solved by moment method procedures. This information was then analyzed by a thermal response model consisting of a series of transient conduction equations with internal heat generation due to metabolism, internal convective heat transfer due to blood flow, external interaction by convection and radiation, and cooling of the skin by sweating and evaporation. Internal heating patterns were calculated for two cases: a human in the near-zone of a quarter-wave monopole and a half-wave dipole operating at 45 and 200 MHz, respectively. It was found that negligible heating occurred for antennas with input power levels of less than 50 W.  相似文献   

17.
大功率激光武器及其冷却系统   总被引:2,自引:1,他引:2  
回顾了大功率激光武器的分类与发展历史,根据现有冷却方法的热负荷范围,提出解决未来大功率激光武器热管理的可能途径.对于千瓦级固体激光器的冷却,可采用激光二极管抽运方法减少进入工作介质的热量,采用微通道液冷或喷雾冷却等方法以有效地导出工作介质中热量.兆瓦级化学氧碘激光器或中红外氟化氘化学激光器等,可采用喷雾冷却或热泵冷却等方法.  相似文献   

18.
Measurements and simulations of transient characteristics of heat pipes   总被引:1,自引:0,他引:1  
The rejection of heat generated by components and circuits is a very important aspect in design of electronics systems. Heat pipes are very effective, low cost elements, which can be used in cooling systems. This paper presents the modelling and measurements of the heat and mass transfer in heat pipes. The physical model includes the effects of liquid evaporation and condensation inside the heat pipe. The internal vapour flow was fully simulated using computational fluid dynamics. The theory has been compared with experimental measurements using thermographic camera and contact thermometers. The main purpose of this study is to determine the effective heat pipe thermal conductivity in transient state during start up the pipe operation and temperature increase.  相似文献   

19.
为了得到蓄冰槽冷壁面在自然对流工况下的降温除湿特性以及环境温湿度、壁面形式和辐射对冷壁面传热传质的影响,建立了冷壁面自然对流传热传质二维模型,基于MATLAB采用控制容积法和连续性方程与动量方程联立的SIMPLE方法进行求解,并搭建试验台对此模型进行验证。结果表明:热质传递过程中,对流传热起主要作用,随着环境温湿度的增加,对流传热、传质和辐射传热都增大,但传质增加最快,在总换热量中所占比例也逐渐增大,壁面竖直和朝下的热值传递速度远快于壁面朝上,数值模拟结果与实验值拟合良好。研究结果可为蓄冰槽的自然降温除湿系统的应用提供参考。  相似文献   

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