冷冻消融探针J-T节流制冷器降温特性的实验研究

通过实验测定了不同氮气预冷温度、热负荷条件下冷冻消融探针内J-T节流制冷器温度与流量。实验结果表明:冷冻消融探针工作温度随氮气预冷温度变化而变化,热负荷越大所需氮气预冷温度越低;氮气预冷温度过低会造成制冷量浪费与回热换热器换热效率降低;氮气流量随高压氮气出口温度的降低而增大,除临界区域外氮气计算流量符合测试结果。     

采用真空方法进行液体冻结的探索与分析研究

提出采用真空方式对液体进行冻结,并对抽空的温度、压力及释放热量的现象进行热力学分析。实验运用自行研制的真空冷却试验台,以水、糖水溶液及盐水溶液为冻结材料,实时检测降温与冻结过程中样品内外各点温度与压力的变化曲线,观察样品的变化状态。通过实验,了解了水与二元溶液真空冻结压力与温度的关系和冻结的特性,包括溶液的降温特点、沸腾现象、凝固现象等。实验结果显示,纯水的冰质地较致密而光滑;盐水的冰质地较松软,空隙较大,有明显的冰颗粒;糖水的冰,质地更加的松软,颗粒细腻,类似于冰沙。最后对采用真空技术应用于食品的冷却与冻结工业进行了展望。     

真空冷却过程中的一些热现象分析研究

对真空冷却过程中一些特殊的温度变化现象进行分析研究,分析了在抽气与复压阶段中真空室内的温度以及以水作为样品的温度变化规律.特别是在复压阶段中,真空室内的温度会高于环境的进气温度.应用变质量系统热力学进行分析,其结果是理论计算值均高于实验值,原因是实际的复压过程是热力与传热的综合过程.     

降低真空冷却失水的方法研究

提出相对失水率的概念,作为比较真空冷却过程中实际失水高于理论失水程度的判断依据.以水作为研究对象,采用不同的方法进行降低无效失水的实验,结果是水面上不加遮挡物时,其相对失水率高达2.0以上;加了遮挡物,失水明显降低;采用双层遮挡物,使相对失水率降至1.2左右,得到理想的结果;同时容器内水位的高低对失水也有影响,较低的水位其失水也较少.     

溶液真空冻结过程降温特性的实验研究

运用自行研制的真空冷冻实验台,对水、糖水溶液和盐水溶液进行真空冻结,实时检测液体沸腾及冻结过程中样品温度随室内压力变化的曲线,分析了冻结过程中温度与压力的关系,并比较了不同样品的降温速率,及同一样品不同部位的降温速率.结果显示:沸腾过程中,纯水沸腾的时间比盐水和糖水的早,但纯水的最大降温速率比盐水、糖水的小;沸腾降温过程中水、盐水和糖水的液面、中部和底部的降温速率相差不大,上部略高,中部次之,底部略低.     

血管影响肿瘤治疗效果的仿真研究

在冷冻治疗中,无论对于正常组织还是病变组织,血管的存在对冷冻治疗效果影响显著,研究血管对于冷冻过程的影响机理意义重大。本文建立了一种基于柔性冷刀治疗系统的三维传热传质模型用于研究血管对冷冻过程的影响,采用周围血管半径为0.7 mm的肿瘤组织作为模拟对象,分别对距离冷刀3、6 mm及垂直方向和水平方向的血管进行研究,分析血管对于温度场的分布,﹣1、﹣8、﹣20、﹣40 ℃等值面的分布特性及组织损伤程度的影响。研究发现,血管越靠近冷刀对冷刀周围温度场的扰动越大,其中X=3 mm处的血管对温度的影响最大,而Z=﹣3 mm处的血管干扰冷冻过程,使组织损伤范围最小。血管与冷刀平行比与冷刀垂直对冷冻过程温度的影响大,但血管与冷刀平行的组织损伤范围大。     

真空冷却中能耗问题的分析研究

研究真空冷却过程中能耗与运行参数之间的关系,进行真空冷却系统的电参量测试,探寻与能耗有关的因素。以上海理工大学能源与动力工程学院自制的真空冷却装置为实验平台,选取不同质量的水分别在不同温度下开启真空泵进行实验研究,分析真空冷却系统能耗与真空泵开启温度和被冷物品质量之间的关系。为统一实验条件以减少因实验条件不同对能耗造成的影响,提出附加能耗、折算能耗、当量能耗的概念。试验结果显示:对于制冷系统和真空泵配置已确定的真空冷却系统,存在最佳真空泵开启温度和被冷物品质量;在使用真空冷却系统时,应尽量使其在最佳状态运行,此时单位质量的被冷物在单位温降下的能耗最小,即当量能耗最小。     

液体真空冷却过程中失水及浓度变化问题研究

研究真空冷却过程中失水与液体质量之间的关系以及二元溶液的浓度变化问题.以上海理工大学能源与动力工程学院自行研制的真空冷却装置为试验平台,选取不同的水质量和容器形状进行试验以研究其对失水率的影响,另外选取不同浓度的蔗糖溶液研究真空冷却对二元溶液浓度的影响.为便于比较,提出相对失水率、相对高度,相对浓度的概念.试验结果表明,当容器内液位增加时,失水率随之增加,并且变化趋势越来越明显;采用较高的窄口容器可明显降低失水,相对失水率最低仅为1.08,实际失水非常接近理论失水;蔗糖溶液经真空冷却后浓度会有所升高,但变化不大.     

冷冻消融探针J-T节流制冷器降温特性的实验研究

通过实验测定了不同氮气预冷温度、热负荷条件下冷冻消融探针内J-T节流制冷器温度与流量.实验结果表明:冷冻消融探针工作温度随氮气预冷温度变化而变化,热负荷越大所需氮气预冷温度越低;氮气预冷温度过低会造成制冷量浪费与回热换热器换热效率降低;氮气流量随高压氮气出口温度的降低而增大,除临界区域外氮气计算流量符合测试结果.