主动热防护技术及自发汗冷却材料的研究进展

热防护技术在航空航天等领域具有重要的应用,其中主动热防护技术通过在基体结构中外加冷却介质起到冷却效果,具有冷却效率高等优点。自发汗冷却技术是一种可实现“智能冷却”的新型主动热防护技术,本文对主动热防护技术及自发汗冷却材料进行简要介绍,对自发汗冷却材料的基体材料和冷却介质进行分类总结,并分析了自发汗冷却材料的发展趋势。

中药厚朴产地加工发汗前后所含挥发油抗氧化活性及治疗溃疡性结肠炎药效研究

目的研究厚朴发汗前后挥发油体外抗氧化活性及对溃疡性结肠炎小鼠药效作用。方法采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基、2,2’-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)[2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS^(+)]阳离子自由基、总还原力的清除能力为指标评价厚朴发汗前后挥发油的体外抗氧化活性;将42只雄性ICR小鼠采用葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium salt,DSS)建立经典溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)小鼠模型,记录正常组、模型组、发汗厚朴挥发油高剂量组、发汗厚朴挥发油低剂量组、未发汗厚朴挥发油高剂量组、未发汗厚朴挥发油低剂量组、柳氮磺吡啶组相关指标差异。结果发汗前后厚朴挥发油均具有一定还原力、清除DPPH自由基和ABTS^(+)自由基能力,且发汗厚朴挥发油在DPPH和ABTS+自由基的清除能力上更佳;发汗前后厚朴挥发油高剂量组及柳氮磺吡啶组均可改善DSS造成的小鼠疾病活动指数(disease activity index,DAI)评分升高,恢复DSS小鼠肠道组织的病理状态,改善脾脏系数和单位长度结肠质量,调节小鼠结肠中白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)炎症因子水平,降低结肠黏膜细胞中闭合蛋白(claudin-1)和闭锁蛋白(Occludin)的表达,且发汗后药效更强。结论发汗前后厚朴挥发油均具有抗溃疡性结肠炎及抗氧化作用,且发汗后厚朴挥发油的效果更佳,进一步阐释了厚朴产地加工发汗的科学性。

不同产地及树龄厚朴“发汗”过程中厚朴酚与和厚朴酚的含量变化

目的探讨厚朴“发汗”过程中厚朴酚与和厚朴酚的含量变化趋势。方法采用高效液相色谱(HPLC)法测定彭州20年树龄及雅安20年、40年树龄厚朴“发汗”过程中厚朴酚与和厚朴酚的含量。色谱柱为Wondasil C18柱(150 mm×4.6 mm,5μm),流动相为甲醇-水(80∶20,V/V),流速为1.0 mL/min,检测波长为294 nm,柱温为30℃,进样量为10μL。结果厚朴酚与和厚朴酚的质量浓度分别在0.0061~0.1940 mg/mL、0.0018~0.0560 mg/mL范围内与各自峰面积线性关系良好(r≥0.9998,n=6);检测限分别为0.00097,0.00224 mg/mL,定量限分别为0.01210,0.00350 mg/mL;精密度、稳定性、重复性试验结果的RSD均小于2.0%;平均回收率分别为98.79%,99.29%,RSD分别为1.71%,1.20%(n=6)。彭州和雅安20年树龄厚朴中厚朴酚与和厚朴酚含量在“发汗”第7天达峰值,分别为3.48%,3.83%;雅安40年树龄厚朴中厚朴酚与和厚朴酚含量在第5天达峰值,为12.14%。结论所建立的方法快速高效、准确度高、专属性强,可用于厚朴中厚朴酚与和厚朴酚的含量测定。树龄是厚朴“发汗”过程中厚朴酚与和厚朴酚含量变化的主要影响因素。

单相发汗冷却对脉冲爆震燃烧传播的影响

作为一种先进推进系统,脉冲爆震发动机热端部件的热载荷随着工作频率和飞行马赫数的提高而大幅增加。发汗冷却具有很高的冷却效率和更低的冷却剂消耗,使其成为脉冲爆震发动机燃烧室壁面冷却的理想方案。开展发汗冷却与爆震燃烧耦合研究,是爆震发动机发汗冷却设计的理论基础。为了探索发汗冷却的固体和流体结构对爆震燃烧的影响规律,本文采用实验方法,研究了不同多孔介质结构和单相发汗冷却对充分发展爆震燃烧传播过程的影响。结果表明,爆震波在多孔介质壁面上传播时发生减速,但不会引起爆震波解耦。单相发汗冷却引发爆震燃烧失效的主要原因是冷却剂的稀释作用使得局部当量比低于燃料的可爆极限。当冷却剂注入率超过12.5%时,爆震燃烧解耦。

正交试验优选黔产玄参的发汗工艺

优选黔产玄参的发汗工艺。在单因素考察基础上,对煮沸时间、发汗次数、单次发汗时间、发汗温度进行考察,以肉桂酸、哈巴苷和哈巴俄苷含量为评价指标,采用L 9(34)正交试验为实验设计,综合评分优选黔产玄参的发汗工艺。最佳发汗工艺为半干燥的玄参于蒸锅中蒸制30 min后发汗7次,每次36 h,温度15℃;此工艺制备的样品中肉桂酸、哈巴苷、哈巴俄苷的平均含量分别为1.79 mg/g、1.19 mg/g、0.81 mg/g,RSD值均小于3%。优选的发汗工艺稳定可行,可为黔产玄参的发汗工艺提供参考。

超声提取法对杜仲不同“发汗”品经不同加工炮制后总黄酮成分的影响研究

目的:比较杜仲生品及不同发汗品经四种不同炮制方法对杜仲总黄酮成分的影响,为杜仲加工炮制提供依据。方法:将杜仲生品及不同发汗品经姜制、酒制、盐制、蜜制四种炮制后制备各样品,用芦丁作对照品,采用紫外分光光度法,于510 nm波长处,分别测定不同发汗品经四种炮制后超声提取物中的总黄酮含量。结果:杜仲生品及不同发汗品不同炮制方法对杜仲总黄酮的含量有影响,烘至半干后“发汗”品(E5)酒制品总黄酮含量最高。结论:若以杜仲总黄酮为主的药理作用进行临床应用时,建议杜仲采取烘至半干“发汗”后采用酒制处理的加工炮制方法。

双层多孔板结构相变发汗冷却的数值模拟研究

为了提高相变发汗冷却的冷却性能,提出不同孔隙率组合的双层多孔板结构设计代替传统的单层多孔板结构.以液态水作为冷却剂,使用修正后的局部热非平衡两相混合流模型,数值研究了不同孔隙率组合的多孔板内流-固耦合传热和冷却剂流动输运特性.数值模拟结果表明存在可以降低结构表面温度的双层多孔板设计,并且在冷却剂流量较大、液体水相变发生在上层多孔板内时,该新型结构相较于传统结构的表面温度降低更为明显.与此同时,冷却剂的注射压力被重点关注.由于水蒸气的运动黏度远高于液体水,研究中发现当冷却剂相变发生在多孔板内时,冷却剂的注射压力主要取决于水蒸气所集中的上层多孔板孔隙率.因此基于多孔介质内的渗流特性,采用孔隙率较大的上层多孔板有助于降低结构内的水蒸气压力,从而实现多孔板板底冷却剂注射压力的降低,在某一孔隙率组合中冷却剂注射压力的最大降幅可以达到65%.如果采用相反的孔隙率设计,即下层多孔板的孔隙率较大,虽然也可以在一定程度上降低表面温度,但是注射压力将会数倍增加,不利于相变发汗冷却的实际应用.

电子发汗冷却技术及其研究进展

电子发汗冷却是一种新型的高超声速主动热防护技术,利用材料的热电子发射效应,通过热电子将热载荷转移至流场下游,降低了尖前缘结构热流密度峰值和梯度,为高超飞行器尖前缘结构热防护系统设计提供了新的思路.作为一种潜在的冷却技术,文章主要介绍了电子发汗冷却的工作原理、技术特点,综述了国内外相关研究进展,并对未来发展需解决的关键问题进行了讨论.

基于Th17/Treg细胞失衡浅析温阳发汗法治疗白癜风

白癜风易诊难治,是皮肤科的疑难杂病,发病率呈逐年上升的趋势。当前研究认为免疫学说在白癜风的发病机制占据重要地位,特别是辅助性T细胞17(Th17)和调节性T细胞(Treg)间的免疫失衡,已成为近些年的研究热点之一。汗法作为八法之首,可以调和营卫,开泄肌腠,常作为皮肤疾病的治疗法则。古代典籍中亦有白为寒的论述,说明白癜风的治疗可从寒论治。现代研究认为热刺激能够改善血液运行,促进局部微循环,增强酪氨酸酶的活性,从而提高白癜风患者皮损部位的复色率。文章从Th17/Treg细胞失衡的角度探讨了温阳发汗法治疗白癜风,以期为临床治疗提供理论依据与参考。

高超声速飞行器发汗冷却系统自抗扰控制研究

针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真。该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数据中提取干扰信息并进行补偿,实现对热流干扰的抑制。仿真结果表明,针对发汗冷却系统设计的自抗扰控制器,能够实现对参考温度的快速跟踪;且相较于传统的PID控制,温度响应没有超调;在有外界热流干扰时,具有较强的鲁棒性和适应性,可以为发汗冷却控制系统的工程应用提供一定参考。

基于SCO_(2)发汗冷却特性的数值研究

发汗冷却作为一种先进的冷却技术可用于航天器的热防护过程中。进一步提高发汗冷却性能是实现更高效热管理和延长航天器寿命的关键所在。本研究选用物性优于传统冷却工质的超临界二氧化碳(SCO_(2))作为发汗冷却的冷却剂,开展了不同孔隙结构设计下SCO_(2)发汗冷却性能的数值研究,结果表明孔隙率的改变对SCO_(2)冷却剂的流量分配影响明显,发汗冷却板前缘采用较大孔隙率的设计可有效提升冷却性能。基于影响规律,对发汗冷却板进行孔隙结构优化,优化后结构的冷却性能显著提升,平均冷却效率提升至72.46%。

C/SiC复合材料的人工孔发汗冷却性能分析及优化研究

C/SiC复合材料在热防护领域中应用广泛,但受制备工艺、成本等方面的限制,具有低孔隙率、小孔径的特征,在发汗冷却过程中这些微小孔隙难以支撑足够的冷却剂供应量且易发生堵塞,限制了冷却的进行。针对此问题,本文研究通过增加人工孔来改善C/SiC复合材料发汗冷却性能的可行性。建立了人工孔表征单元结构及等效模型,获得了打孔后复合材料内冷却工质的流量比及等效渗透率的变化情况,探究了打孔方式与工质流量对复合材料等效体换热系数的影响规律,并拟合了打孔后复合材料等效体换热系数经验公式。结果表明:渗透特性方面,冷却工质的主要流量分布于人工孔中;对于渗透率为1×10^(-16) m^(2)的低渗透率材料,打孔后复合材料自身工艺孔中的流量占比小于0.1%,其中的工质流动可忽略;在换热特性方面,可通过调节打孔方式改善复合材料的换热性能,相同渗透率下调节打孔方式可使体换热系数提升154%。

基于梯度孔隙率的楔形鼻锥相变发汗冷却研究

为提高飞行器鼻锥驻点处的发汗冷却效率,提出了一个孔隙率呈梯度分布的楔形多孔鼻锥,在不同冷却剂注入率下,在亚声速条件下对相变发汗冷却进行了试验与数值研究。结果表明,梯度孔隙率的设置可以有效提高驻点处的冷却效率和多孔表面的整体温度均匀度。冷却剂注入率M=0.125%时,驻点处冷却效率提高了52.4%,整体冷却效率提高了31.7%。数值结果表明,梯度孔隙率通过使多孔内最大压力值从驻点后移来提高前缘处的冷却剂流量,改善冷却剂的流动分布,冷却剂注入率为M=0.150%时,驻点处冷却剂流量提高了76%。此外,冷却剂流出多孔结构后在外表面形成的气膜分布更为均匀。

基于中医理论结合药理探讨《伤寒论》中的麻黄发汗禁忌

本文归纳了《伤寒论》“不可汗”相关条文,将其分为麻黄禁忌症、麻黄慎用症、伤寒鉴别症三类,将脓毒性休克、低血容量性休克、重度虚劳、快速型心律失常、急性心衰列为麻黄禁忌症;将体质虚弱、汗家、衄家、高血压、前列腺增生列为麻黄慎用症;将温病、热证、中暍、阳明病、少阳病、淋家、疮家等与伤寒表证具有相似临床表现但不可用麻黄等药发汗的疾病归为伤寒鉴别症。利用麻黄可发汗利尿导致水液丢失、麻黄具有交感神经兴奋作用等现代药理学研究结果解释《伤寒论》中“不可汗”的深层机制。提出“虚证不可用麻黄”这一关于麻黄禁忌症的笼统总结限制了麻黄的临床运用的观点。强调了外感疾病与内伤疾病使用麻黄的态度不同,主张麻黄的使用在外感疾病宜“中病即止”“证变转方”,在内伤杂病可“守方服用”。论述了辨证论治与辨药物禁忌症相参的必要性,提出辨药物禁忌症有利于发现不同于方证所提示的病机的观点。

高超飞行器电子发汗冷却热响应模型及数值模拟研究

高超声速飞行器前缘等尖锐部件在飞行过程中承受剧烈气动加热,表面温度可高达2000~3000 K以上,其热防护系统已成为制约飞行器突破飞行速度和航时极限的关键技术瓶颈。本文研究了一种基于电子发汗冷却的新型主动热防护技术路线,在电子热发射及冷却功率理论模型基础上构建了前缘热平衡方程,并基于Navier-Stokes方程耦合双温模型和11组分反应模型,运用计算流体动力学方法研究了前缘部件在不同条件下的热响应。结果表明,来流速度、前缘材料功函数、前缘曲率半径对电子发汗冷却效果均有显著影响。来流速度越高、前缘功函数越低、前缘曲率半径越小,电子发汗冷却所产生的温降幅度越大;在理想条件下,电子发汗冷却可产生超过40%幅度的降温效果,揭示了其应用于新一代主动热防护系统的潜力。

Al_(2)O_(3)陶瓷发汗结构抗烧蚀性能研究

笔者应用光固化增材制造技术制备了具有485μm微孔、32.84%孔隙率的Al_(2)O_(3)陶瓷基体,并通过压力浸渗工艺将铝硅耗散剂致密地填充至陶瓷基体的微孔中,形成了Al_(2)O_(3)陶瓷发汗结构。研究结果表明:光固化增材制造成形的Al_(2)O_(3)陶瓷弯曲强度不小于216 MPa,弯曲模量不小于273 GPa,具有良好的力学承载能力;AlSi耗散剂与Al_(2)O_(3)陶瓷基体间存在界面反应,使得耗散剂致密地填充至陶瓷基体的微孔中;烧蚀过程中AlSi耗散剂从基体微孔中溢出并液化、气化,对于基体具有优异的保护作用,可以实现结构件1 800℃以上的烧蚀维形。

镍基高温合金多孔发汗材料的制备工艺研究

针对高超声速武器发动机对耐高温金属多孔发汗冷却材料的需求,本文以镍基高温合金为研究对象,通过粉末粒度选型、成形和烧结工艺的综合调控,制备出了孔结构均匀的多孔发汗材料,并对其性能进行分析。结果表明,制备的多孔发汗材料最大孔径<21.3μm,抗拉强度>225 MPa,孔隙率>25%;通过原料及制备工艺的调控,可实现发汗冷却材料的渗透率在10^(-13)~10^(-12)m^(2)范围内的有效控制;对多孔发汗材料的拉伸数据及断口形貌进行分析与表征,并证实其断裂方式为韧性断裂。

苦寒发汗法探析

汗法,亦称发汗法,作为八法之首,临床应用极广。辛温与辛凉为现代临床中经常使用的发汗方法。该文通过古今文献考证发现苦寒发汗法亦有较为广泛的应用,并进一步从理论基础、理论源流、临床应用、内涵释义等方面解析苦寒发汗法。“火郁发之”为苦寒发汗的立论之基,其发汗的机制在于调和阴阳,以寒清热、以苦开郁、稍佐辛散为其用药原则,临床可用于治疗黄疸、温病、疫病等;苦寒发汗法始于《小品方》,金元时期进一步丰富完善,近贤张锡纯灵活运用于诸多病症的治疗。苦寒发汗是汗法的重要组成部分,在今后的临床与科研中值得进一步研究。

临近空间飞行器发汗冷却研究进展

发汗冷却是一种针对临近空间飞行器的冷却能力极强的主动热防护方式,本文通过对国内外大量相关文献进行调研,阐述了发汗冷却的作用机理及特点,归纳总结了近些年发汗冷却取得的研究进展,主要内容涵盖结构基体材料及冷却工质的选择、研究方法的发展以及相关的结构优化设计等,并展望了未来可能的研究方向。