斜仰卧截石位超微通道与微通道经皮肾镜分别联合输尿管软镜治疗直径≥2.5 cm肾结石效果比较

目的 探讨斜仰卧截石位超微通道与微通道经皮肾镜碎石术(PCNL)分别联合输尿管软镜治疗直径≥2.5 cm肾结石的疗效。方法 我院收治的肾结石患者96例,根据实施术式不同分为超微通道组和微通道组各48例。超微通道组采取斜仰卧截石位超微通道PCNL联合输尿管软镜,微通道组采用与超微通道组相同体位与术式下的微通道手术,术后3 d行泌尿系统CT检查评估结石清除率,并记录术中建立通道时间、碎石时间、全程手术时间及术后住院时间,术后24 h以疼痛视觉模拟评分表(VAS)评定两组疼痛程度,并比较两组手术前与手术后第1 d血清指标及术后并发症发生情况。结果 超微通道组与微通道组结石清除率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。超微通道组建立通道时间及术后住院时间短于微通道组,但碎石时间和全程手术时间长于微通道组(P<0.05);超微通道组VAS评分低于微通道组(P<0.05)。术后,两组血肌酐(Scr)、C-反应蛋白(CRP)和降钙素原(PCT)水平升高,血红蛋白(Hb)水平降低(P<0.05),但两组间上述指标水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组并发症总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 斜仰卧截石位超微通道与微通道PCNL联合输尿管软镜手术对直径≥2.5 cm肾结石的清除率相当,安全性好,前者建立通道时间短、术后恢复快、疼痛轻,后者碎石时间和全程手术时间更短。

可见光脉冲输入下微通道板光电倍增管的动态范围研究

结合理论分析与实验测试,研究了在可见光脉冲输入条件下频率以及第二片微通道板与阳极之间电势差对微通道板光电倍增管动态范围的影响。研究结果表明:随着信号光脉冲频率的增大,微通道板壁面电荷补充不充分致使阳极输出偏离线性,并逐渐趋于饱和。当输入可见光脉冲宽度为50 ns,频率为500 Hz时,阳极的最大线性输出达到2 V(即40 mA);当输入光频率增加到1000 Hz,阳极输出在1 V(即20 mA)时线性偏离程度达到10%以上;当输入光频率增加到5000 Hz,阳极输出在0.3 V(即6 mA)时线性偏离程度达到约15%。随着第二片微通道板与阳极之间电势差的增大,阳极最大线性输出电压呈现波动性变化而非与其呈线性关系。当第二片微通道板与阳极之间的电势差在200 V左右时,阳极线性输出电压达到峰值,随着电势差不断增大,阳极线性输出电压开始出现波动,在电势差为500 V左右时达到第二个峰值,这主要是由于极板间电场强度与空间电荷效应共同作用的结果。该研究可为提升微通道板光电倍增管的动态范围提供指导,便于其应用于强辐射脉冲测量、激光通信等领域。

自激振荡射流微通道换热特性及热力学分析

该文对自激振荡射流微通道内流体换热性能进行模拟研究,结果表明在不同入口质量流量(1.0~6.0 g/s)条件下,自激振荡器内高压区域的移动造成了微通道散热器内射流的偏转,形成射流周期性循环摆动的同时强化了流体区域的扰动。此外,经对比分析后发现相较射流微通道内流体区域其冲击范围更广,因此其均温性能也优于射流微通道。与此同时,该文运用热力学原理分析评价自激振荡技术对射流微通道内流体流动换热性能的影响,发现自激振荡器所产生的振荡射流可以减小射流微通道内流体对流换热过程中的不可逆损失,其热能传输效率高达到98.48%。

微通道技术在颈椎管肿瘤微创切除术中的应用

目的:探讨微通道技术在颈椎管肿瘤微创切除手术中的应用。方法:选择2017年2月至2020年3月于北京大学第三医院神经外科因颈椎管肿物行微创切除手术的51例患者的病例资料进行回顾性分析,其中5例患者肿物位于硬膜外,6例位于硬膜内外,40例位于髓外硬膜下(6例位于脊髓腹侧)。肿物最大径0.5~3.0 cm。患者临床表现包括颈肩部或上肢疼痛43例,感觉障碍(麻木)22例,肢体无力8例。所有患者均采用微通道锁孔技术进行肿瘤显露,显微镜下进行肿瘤切除手术。结果:35例切除半侧椎板,12例采用半侧椎板间开窗,2例在半椎板切除或半侧椎板间开窗基础上切除内侧1/4小关节,经解剖间隙(未切除骨质)2例。肿瘤切除程度包括50例全部切除和1例次全切除。肿瘤性质包括36例神经鞘瘤,12例脊膜瘤,2例肠源性囊肿和1例皮样囊肿。术后无感染、脑脊液漏。7例患者出现肢体麻木。平均随访时间15个月(3~36个月),未发现颈椎不稳或后突等畸形,肿瘤均无复发。结论:颈椎管较为宽大,不超过三个节段的颈椎管肿瘤可借助微通道技术进行充分显露,除髓内或恶性肿瘤外,可显微外科切除。患者术后更多颈椎正常结构和肌肉附着得到保留,有利于颈椎保持正常功能,神经电生理监测的辅助有助于避免脊髓或神经损伤。

歧管式射流微通道液冷散热性能

随着信息技术进步,芯片向大面积、高功率方向发展,对热管理提出了严峻挑战。微通道液冷能够解决高功率芯片散热难题,但传统平直微通道热沉流阻大、温度均匀性差。提出了一种耦合歧管式进出液结构、分布式射流和微针翅的新型歧管式微通道散热器,在平均热通量高于330 W/cm^(2)、总功率达到2500 W时,芯片平均温度低于70℃,实现了高效散热。通过数值模拟发现:降低散热器射流腔高度可显著强化传热,但整体压降也随之陡升,存在一个最佳射流腔高度;散热器底板的微针翅尺寸及其与射流腔的相对尺寸是新型歧管式微通道散热器的重要结构参数,微针翅的存在并不是绝对有益于传热强化。定义了微针翅与射流腔之间相对高度的无量纲参数——翅占比,存在临界翅占比使得阻碍效应和强化效应相抵消,当翅占比高于这一临界值时才能达到强化换热效果。本研究为新型歧管式微通道散热器的设计提供了指导。

仿生正形尾鳍结构微通道流动与传热特性数值研究及结构优化

基于鱼类尾鳍在流动过程中的重要作用,仿生设计并建立了正形尾鳍结构微通道物理模型,研究了仿生尾鳍肋间距对微通道综合传热性能的影响,提取了尾鳍结构凹陷长轴相对长度Dt/Wch、决定尾鳍结构最大宽度的bt/Wch以及决定尾鳍结构最大高度的张角αt三个结构参数,数值分析了结构参数对仿生微通道平均摩擦因数、平均Nusselt数、综合性能因子以及热阻和泵功的影响规律;并通过均匀试验分析回归拟合和遗传算法多目标优化得到了正形尾鳍结构参数的最优解。结果表明,综合性能因子随着仿生肋间距的增大而减小,当间距为4 mm时,正形尾鳍结构微通道的综合性能因子变化范围为1.74~1.89,综合传热性能明显优于矩形光滑通道;随着Dt/Wch的增加、bt/Wch的减小或αt的增加,尾鳍结构微通道的综合传热性能提升,其中凹陷长轴相对长度Dt/Wch和高度张角αt影响较大。结构参数为Dt/Wch=0.476、bt/Wch=0.135、αt=146.96°时,微通道性能有较大提升。

家用空气源热泵热水器微通道冷凝器仿真研究

为提升家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的性能,建立了家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的准稳态模型,实验验证结果显示模型误差能控制在±9%以内。依据模型对微通道冷凝器的换热量、换热系数、压降等性能进行仿真研究。结果发现,微通道冷凝器为四流程时能够减小压降并保证换热量满足需要;关键参数微通道截面的最佳尺寸在1.6~2.6 mm^(2)系统性能最优,同时扁管内微通道数应控制在16~24根。研究结果为家用空气源热泵热水器微通道冷凝器的设计提供借鉴。

T型微通道入口角度对剪切变稀流体微液滴制备影响

为了研究T型微通道入口角度对非牛顿微液滴制备影响,采用流体体积(VOF)模型对聚丙烯酰胺水溶液微液滴形成过程进行数值模拟,开展高速数码显微实验对数值模拟结果进行验证。结果表明:在相同工况条件下,非牛顿微液滴生成频率随着分散相入口角度的增大呈先增大后减小的趋势,相对长度呈现先减小后增大的趋势。在入口角度小于90°时,随着入口角度的增加,微通道内两相平均压差、液滴断裂时刻两相压差最低值随之升高,在入口角度大于90°时,上述压差则随着入口角度的增加而降低。考虑两相体积流量比与连续相毛细数并引入关于分散相入口角度的修正系数,提出聚丙烯酰胺水溶液微液滴相对长度预测公式,为剪切变稀流体微液滴制备提供参考。

翅形扰流片作用下的微通道换热特性

基于有限体积(FVM)离散方法和动网格技术,模拟三维矩形微通道内的翅形扰流片的主动扰流换热情况。模拟条件为层流Reynolds数50~250,扰流片的运动频率(f)10~50 Hz。结果表明,不同运动频率下的Nusselt数、摩阻系数(fr)及综合评价因子(PEC)均在一定范围内呈现类正弦变化,其周期与扰流片运动周期相同。在Re=50、f=10~50工况下,扰流片作用下的微通道PEC为0.75~1.52,并随频率的增加而上升。特别是在低频范围内,PEC表现出一定的单调性。通过引入翅形扰流片,微通道的传热效率得到了显著的提高,相较于光滑矩形微通道(PEC=1),在Re=50、f=10 Hz工况下PEC提高了5%,在Re=50、f=50 Hz的条件下PEC提高了30%。

微通道内超临界LNG变物性流动传热数值模拟

跨临界LNG在临界点附近物性变化剧烈,采用数值模拟方法研究了直通道和Zigzag型微通道内超临界LNG变物性和常物性对流动传热性能,分析了LNG跨临界变物性和常物性的偏差。研究结果表明,在Re为9 816、16 956、24 164和31 390时,直通道定物性和变物性的对流传热系数偏差为1.95%、-3.37%、-6.48%和-9.11%。Zigzag通道的变物性和定物性对流传热系数偏差为-0.11%、-5.47%、-7.84%和-5.83%。Zigzag对流传热系数按节距周期性变化。靠近半圆角位置涡的增大对传热有良好的强化作用。在直通道和Zigzag通道中,变物性的压降比定物性更小,但摩擦因子f比定物性更大。在Zigzag通道中物性对摩擦因子f的影响可以忽略。

叠层交错凹穴微通道热沉内流动与传热特性

为改善日益呈现微型化和高功率化的微化工器件的散热性能,提出一种叠层交错凹穴微通道热沉。运用数值模拟方法研究该微通道热沉内流动和传热特性,考查扩缩比φ和高度比β对热性能的影响,并与直微通道热沉和单层三角形凹穴微通道热沉分别进行对比,评估其综合性能C_(PE)。结果表明:具有叠层交错凹穴的微通道热沉的努塞尔数Nu和摩擦因数f分别比单层三角形凹穴微通道高10.1%—34.4%和5.9%—28.7%。Nu、f、C_(PE)均随φ的增大而减小。当固定φ值且β=0.5时,Nu、f、C_(PE)在相应雷诺数Re下达到最大值。在相同Re条件下,β在0.25—0.75内的变化不会引起流动阻力的显著波动。叠层交错凹穴微通道热沉可以加强流体的混合,中断热边界层的再发展,具有强化传热作用。

基于水动力空化的微通道设备研究进展

针对微通道设备中的水动力空化现象,从限流元件的几何形状及尺寸、工作流体和通道粗糙度3个方面分析了其影响规律.限流元件的常见形状主要有微孔、微文丘里、微隔膜和微柱,不同几何形状的限流元件具有不同的空化流动特性;限流元件自身的尺寸参数以及尺寸缩小引起的尺度效应都对空化流型起着重要作用.常用的工作流体包含去离子水、乙醇、磷酸盐缓冲盐水(PBS)、制冷剂(R-123)、聚乙烯醇(PVA)微泡(MBs)悬浮液、全氟戊烷(PFC5)悬浮液、二氧化钛(TiO_(2))纳米颗粒悬浮液、多元液体混合物等;与水相比,其余工作流体均不同程度地提高了空化强度.粗糙度的引入主要体现于通道的表面粗糙元件和侧壁粗糙元件,其空化强度相较于光滑表面得到明显提高.微通道水动力空化设备主要应用于能量收集、液相剥离和生物医学领域.基于近年来国内外对微尺度水动力空化的研究现状,设想了微通道设备中的水动力空化现象的潜在研究方向及应用趋势.

输尿管软镜与微通道经皮肾镜碎石术治疗老年患者2.0~3.0 cm非下盏肾结石的疗效比较

目的探讨一次性电子输尿管软镜治疗老年患者2.0~3.0 cm非下盏肾结石的疗效和安全性。方法2021年1月~2022年12月我院78例老年患者2.0~3.0 cm非下盏肾结石,按照术式分为FURL组[一次性电子输尿管软镜碎石术(flexible ureteroscope lithotripsy,FURL)42例]和MPCNL组[微通道经皮肾镜碎石术(minimally invasive percutaneous nephrolithotomy,MPCNL)36例],比较2组手术时间、碎石时间、术后血红蛋白下降值、术后疼痛视觉模拟评分(Visual Analogue Scale,VAS)、住院时间、术后1周和4周结石清除率(stone free rate,SFR)、二次治疗率和并发症发生率等。结果所有患者均顺利完成手术。FURL组血红蛋白下降值(4.4±1.6)g/L,显著低于MPCNL组(24.7±4.6)g/L(t=-25.342,P=0.000);FURL组术后疼痛VAS评分(1.6±0.4)分,显著低于MPCNL组(5.6±0.9)分(t=-25.642,P=0.000);FURL组碎石时间(82.5±10.2)min,明显长于MPCNL组(53.8±8.4)min(t=13.437,P=0.000);FURL组手术时间(98.3±12.5)min,与MPCNL组(96.7±11.8)min比较差异无统计学意义(t=0.555,P=0,581);FURL组住院时间(3.5±1.5)d,显著短于MPCNL组住院时间(8.6±1.7)d(t=-13.947,P=0.000)。FURL组并发症发生率26.2%(11/42),与MPCNL组27.8%(10/36)差异无显著性(χ^(2)=0.025,P=0.875)。FURL组二次治疗率19.0%(8/42),与MPCNL组11.1%(4/36)差异无显著性(χ^(2)=0.938,P=0.333)。FURL组术后1周SFR 54.8%(23/42),明显低于MPCNL组86.1%(31/36)(χ^(2)=8.943,P=0.003);FURL组术后4周SFR 90.5%(38/42),与MPCNL组91.7%(33/36)差异无显著性(χ^(2)=0.000,P=1.000)。结论一次性电子输尿管软镜治疗老年患者2.0~3.0 cm非下盏肾结石效果显著,具有创伤小、恢复快、出血少、并发症发生率低、住院时间短等优势,值得在临床上推广应用。

超微通道经皮肾镜与输尿管软镜治疗复杂性上尿路结石的疗效比较

经皮肾镜碎石取石术(percutanous nephrolithotomy,PCNL)自1976年由Fernstrom等提出[1],以其高清石率、可重复性及创伤小等显著特点成为治疗肾结石的主流方法。超微通道经皮肾镜取石术(super-mini pertucaneous nephrolithotomy,SMP)是PCNL优化成果[2]。输尿管软镜碎石术(retrograde intrarenal surgery,RIRS)以其逆行进入尿路的特性,避免了经皮肾穿刺可能带来的损伤,且能够弯曲进入传统硬镜难以触及的区域,可有效应对复杂病例[3];但在处理复杂上尿路结石时,手术时间需要延长,也伴随医疗风险的增加。本研究拟比较SMP与RIRS治疗复杂性上尿路结石的疗效,现报道如下。

一次性输尿管软镜与微通道经皮肾镜取石术治疗肾下盏结石的临床研究

目的探讨采用一次性输尿管软镜(single-use digital flexible ureteroscope,SDFU)与微通道经皮肾镜手术(mini percutaneous nephrolithotomy,mPCNL)治疗肾下盏结石的临床效果。方法选取2021年7月至2023年7月在徐州市第一人民医院接受治疗的80例肾下盏结石患者作为研究对象,按照随机数字表法分为对照组(n=38)与研究组(n=42)。对照组采用mPCNL,研究组采用SDFU。比较两组手术时间、术后4周一次性结石清除率、手术前后24 h血红蛋白下降值、住院时间、手术前后C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、降钙素原(procalcitonin,PCT)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、术后1周并发症发生率、术后1周生活质量量表(short form survey-36,SF-36)评分。结果研究组手术时间长于对照组,一次性结石清除率、血红蛋白下降值均低于对照组,住院时间短于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。术前,两组IL-6、CRP、PCT、TNF-α比较,差异无统计学意义(P>0.05);术后24 h,研究组IL-6、CRP、PCT、TNF-α均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组并发症发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后1周,研究组认知、躯体、情感、角色、社会功能评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论采用mPCNL治疗肾下盏结石可提高结石清除率并缩短手术时间,SDFU能够降低血红蛋白下降值,消除炎性反应,减少并发症发生,可加快患者术后康复。

V槽的偏斜度及其分布对微通道流动沸腾特性的影响

运用VOF模型与用户自定义函数,数值模拟水在V槽微通道内的流动沸腾过程,分析V槽的偏斜度及其分布对通道内气泡的生长、脱离及气液两相流流型变化的影响.研究结果表明:V槽偏斜度会影响微气泡的脱离直径和脱离时间;偏斜度为1.0的V槽对应的气泡脱离直径较偏斜度为0和0.5的V槽分别减小0.063、0.025 mm,脱离时间分别缩短5.20、2.40 ms,气液两相流由泡状流向受限气泡流的转变沿流动方向往后推移2.7 mm,且片段环状流占据区间有所减小;对于偏斜度为1.0的V槽,当其沿流动方向的分布不同时,微通道内气液两相流动呈现不同特征,前疏后密的V槽分布能更好地抑制通道内气泡聚并,通道全程未见片段环状流发生,近壁区液膜可以避免受热面局部干涸,提升微通道流动沸腾换热的稳定性和可靠性.

微通道反应器内α-烯烃连续磺化工艺的实验研究

α-烯烃磺酸钠(AOS)是具有良好生物降解性、润湿性、低刺激性的阴离子表面活性剂。利用微通道反应器,分别以1-十四烯(AO)和混合烯烃为原料,SO_(3)为磺化剂,考察了磺化温度、SO_(3)/AO摩尔比、磺化剂质量分数、停留时间等工艺条件对活性物AOS含量的影响规律。结果表明:1-十四烯磺化最佳工艺条件为磺化温度40℃、SO_(3)/AO摩尔比为1.2、SO_(3)质量分数为10%;混合烯烃磺化最佳工艺条件为磺化温度50℃、SO_(3)/AO摩尔比为1.1、SO_(3)质量分数为10%。增大流速有利于强化传质过程、提高产物中活性物AOS含量;延长停留时间会加剧副反应发生、降低产物中活性物含量。微通道反应器内α-烯烃磺化是以传质为主的强放热反应,热量移除及时,反应过程易于控制,可有效提高产品质量,大大增强生产工艺的本质安全性,对于开发煤基α-烯烃下游产品具有实际意义。

微通道内单一/混合流体强化传热研究进展

介绍了近年来微通道换热器内冷却介质强化换热的研究进展。阐述了纳米流体、液态金属以及潜热型功能热流体强化传热的机理;探讨了影响纳米流体传热性能的因素,包括纳米颗粒的种类、体积分数和温度等;讨论了增大液态金属传热系数的方法;分析了微胶囊壁材、相变材料和微胶囊的质量分数等对潜热型功能热流体热容的影响。指出了3种冷却介质目前尚存在的缺陷及相应的改善措施,对高热流密度设备散热问题中冷却介质的选取具有一定的指导意义。

微通道经皮肾镜取石手术对输尿管上段结石患者的应用效果及SIRS发生率的影响

目的研讨微通道经皮肾镜取石手术(Microchannel Percutaneous Nephrolithotomy,mPCNL)对输尿管上段结石患者的应用效果及全身炎症反应综合征(Systemic Inflammatory Response Syndrome,SIRS)发生率的影响。方法随机选取2019年8月-2022年12月厦门市中医院泌尿外科收治的100例输尿管上段结石患者为研究对象,按其入院时间顺序分组,对照组(50例)行输尿管镜钬激光碎石术(Ureteroscopic Holmium Laser Lithotripsy,URL),观察组(50例)行mPCNL术,对比两组手术基础指标、血流动力学、结石清除情况、SIRS以及术后狭窄发生情况。结果观察组手术时间较对照组长,差异有统计学意义(P<0.05);但其余手术基础指标两组对比较接近,差异无统计学意义(P均>0.05)。两组手术前后的血流动力学指标对比较接近,差异无统计学意义(P>0.05)。观察组一次性清石率(96.00%)高于对照组(82.00%),差异有统计学意义(χ^(2)=5.005,P<0.05);而SIRS以及术后狭窄发生率对比较接近,差异无统计学意义(P均>0.05)。结论mPCNL术用于输尿管上段结石的处理时间较长,但一次性清石率较高,对患者的血流动力学、术后恢复影响较小,且不增加术后SIRS及狭窄的发生风险。

叉排微通道换热器的换热性能

[目的]探究叉排微通道换热器在船用燃气轮机间冷过程中的实验换热性能及其影响因素.[方法]针对增材制造加工的叉排微通道换热器,在低流动工况条件下进行对流换热实验,从结构和流动因素研究叉排微通道换热器的换热性能.[结果]通道宽度减小0.50 mm使叉排换热器换热性能增强106.9%~61.9%;通道数增加1.6倍导致同流量下换热性能平均降低21.9%~50.8%,而同流速下换热性能平均降低11.6%;进口流量增加6.3倍,换热器换热性能提升44.0%;但换热性能受热侧空气进口温度的影响较小,相邻工况条件计算值变化最大仅为5.4%.[结论]工艺条件允许下减小通道尺寸可提升叉排微通道换热器性能,而增加通道数量则会带来负面影响;冷侧水进口流量增大能提升叉排微通道换热器换热量,从而增强换热性能;热侧空气进口温度的影响则较为复杂.