一种可测定生物体体表热导系数的装置

建立一台可测定生物体体表热导系数的试验装置。首先试验测定标准试样一新鲜甘油（ＡＲ级）及熔融石英玻璃（９９．９％ ＳｉＯ２），其结果与 ＴＰＲＣ推荐值偏差≤ ０．７％；其次用试验方法证实本文所利用的Ｔａｋｅｇｏｓｈｉ理论模型的适用性；最后，根据生物活体会产生代谢热并维持恒定体温的特点，指出应用本装置去测定生物活体体表热导系数时必须满足的若干前提条件。

光洁金属表面方向发射率的一种计算方法

用红外光谱仪测定光洁金属表面反射率谱,再根据Kramers-Kronig积分式和Fresnel方程,计算出几种金属表面的折射率n(ω)和消光系数κ(ω),然后使用n(ω),κ(ω)和Mcmahon关系式求出全波长方向发射率(0～90°).与用'全波长方向发射率测定装置'测定的结果的比较表明,在0°～60°的范围内两者基本一致.本文提出的方法克服了在实验上获得材料表面大角度方向发射率的困难.

一种测定大气辐照度的实验装置

提出一种新的测定大气辐照度的物理模型，并据此建立一台实验装置。在该装置中并排放置两个完全相同的感应件。感应件均由紫铜箔片加工成圆盘形，其上表面氧化并涂黑，下表面中心点处各点焊一对测温微热偶，并用双面胶各粘附一微电热器。靠近感受件正上方分别屏蔽一块面积远大于感受件面积的“罩屏”。一块是５μｍ厚的聚乙烯薄膜，它在（２．５—５０μｍ）内的法向光谱透射率除少数几个吸收峰外，较平坦，其均值为０．８５；另一块是０．１μｍ厚的铝箔，完全不透射。两“罩屏”的透射特性相差大，使两感受件表面有不同的平衡温度，利用电补偿加热技术使两表面温度相同。在热平衡条件下，通过测定空气温度，电补偿加热的功率差以及聚乙烯薄膜的透射率可求得大气辐照度。测量结果与本实验室已有的大气辐照仪测值相当一致。在无太阳辐照情况下，本装置总误差小于７％。

一种新型的直接日射表

由厚度８０μｍ的高度氧化的不锈钢箔片制成半径各为Ｒ１、Ｒ２的两只圆盘，其四周被焊在圆筒形的紫铜管上。当阳光同时垂直照射在该两圆盘表面并达到热平衡时，测定圆盘中心点温度Ｔ１（０）、Ｔ２（０），紫铜管温度Ｔｃ及环境温度Ｔａ，则可确定太阳直射辐射量及自然对流的换热系数。与标准级的直接日射表──美国ＴＭＩ公司的ＭａｒｋⅣ比对测试表明，其平均偏差和标准差分别小于０．３％和３．３％。试验结果证明，这是一台操作简便，价格便宜，能满足太阳辐照度常规测定的直接日射表。

激光辐照金属/炸药复合介质温度场的数值模拟

当激光辐照金属 /炸药复合介质外表面时 ,在变物性及界面有接触热阻的条件下 ,用二维非线性瞬态导焓方程 ,数值计算了介质内部温度场时空分布。作为特例 ,将常物性及无接触热阻下的数值解与相同条件下的二维线性瞬态导热方程的解析解相比较 ,结果表明数值法的计算程序及结果是可信的。

热针法测量材料导热系数研究

研究了可测量软性材料导热系数的热探针法 ,所用热探针由 2 0匝直径为 0 .0 2 mm的漆包铜丝紧密封进外径为 0 .3 m m的不锈钢针管制成 ,铜丝同时起加热和测温元件作用 .理论和实验研究表明 ,采用适当延迟测量时间可以克服因热针壁厚引起的误差 .测量误差估计小于± 3 %

微探针法测量低温下生物材料导热系数研究

低温下导热系数测定对生物器官的低温保存、低温外科医学及数值模拟计算至关重要。在分析微热针法测量原理和铜电阻线热源温度特性的基础上 ,提出一种适用于宽温区导热系数测量的新方法。理论和实验研究表明本方法可以方便准确地测定生物材料及其在低温下发生相变后的导热系数。在 - 5 0～ 4 0℃温区对标准样品乙二醇和氯化钙水溶液的测量表明 ,测量误差 <4 %。对探针温升引起的加热功率的变化对测量结果的影响分析说明了控制探针温升的必要性。

接触热阻的蒙特卡罗法模拟

用蒙特卡罗随机模拟法计算了固体接触界面间的接触热阻。取服从高斯分布的随机数作为粗糙峰高度 ,分别对每个粗糙峰计算出单点接触热阻 ,再并联所有单点接触热阻得到总的接触热阻。修正了“积分法”的理论结果且与发表的文献数据相符。

降温速率对低温保存动脉粘弹性的影响

使用DMA测定了3种降温速率低温保存的家兔颈总动脉的蠕变曲线。结果表明:1.5℃/min降温速率低温保存后,血管的粘弹性最接近新鲜对照组;而对应降温速率1.5,5,10℃/min,血管粘弹性依次降低。动脉的粘弹性极有可能是评估其低温保存效果的潜在评价指标。

生命材料低温保护剂溶液二维降温结晶过程中的分形特征

在低温显微镜下,观察了低温保护剂溶液在降温过程中冰晶的成核与生长过程,并对异相成核结晶过程的图像做了数字处理,观察了冰晶在降温过程中的边界变化规律,发现异相成核后溶液的冰晶最终呈树枝状结构生长,而且随着降温速率加快,冰晶快速生长,对其进一步的分析表明,该过程具有分形的特征,鉴于这种结构形态变化的时间尺度易于观测,同时也反映了随着溶液黏度升高,水分子扩散难度越来越大,而水分子数目则随结冰量增加又减少等内在规律,则可以通过观察该过程结构形态变化,来研究溶液黏度、水分子扩散和结晶能力随降温速率、保护剂类型及浓度的变化规律,其结构的分形特征,恰好提供了理论工具,即可以在分形理论的框架内分析和了解这些规律。在目前还没有找到合适物理模型的情况下,研究低温保护剂溶液降温结晶和升温再结晶/反玻璃化的预防措施具有非常重要的意义。

测定双层组合介质接触热阻

当激光辐照双层固体组合介质的外表面时 ,在变物性及界面接触热阻不变的条件下 ,数值计算了介质内部温度场时空分布。实验测定该双层介质背面对应点的温度曲线 ,与数值计算的结果进行比较 。

一种测定生物组织在233～293K温区导热系数的方法

微珠状热敏电阻作为球形热源传热模型的基础上 ,提出适用于较宽温区生物组织导热系数测量的方法 ,同时为解决小尺度生物组织的测量提供了有效途径 .对标准样品在 2 33～ 31 3K温度范围导热系数测量的最大误差为 5.1 % .在 2 33～ 2 93K温度范围内对家兔新鲜离体器官心脏、肝脏、肾脏和颈动脉血管的导热系数进行了实验测定 ,结果表明生物组织在低温下的导热系数与冰的相差很大 .

地膜覆盖中传热问题的研究

一、引言 利用地膜覆盖促成栽培蔬菜及其它农作物,具有相当的经济效益。它改善了地膜内的小气候,使地膜内空气和土壤的温度及湿度更适于农作物的生长。故有必要从理论和实验两个方面来分析地膜覆盖系统的温度分布及其变化规律。

温棚系统中传热问题的理论与实验研究

给出了描述温棚系统中传热问题的数学物理模型及计算方法，并进行了实验研究。模型中考虑了气象环境参数、土壤的热湿物性以及塑料棚膜的太阳光学性质和热辐射特性，可预报温棚内空气和土壤中的温度和含混量的分布及变化规律。模型的数值模拟结果与实测值在数值和变化趋势上符合得较好，从而表明模型的正确性与可靠性。

腔体式吸收器与真空管吸收器的热性能比较

本文分析了槽形抛物镜聚光集热器中管簇结构和环套结构的腔体式吸收器以及真空管吸收器的热物理特征,画出其热阻网络,建立太阳能一般性控制方程,并以此为依据对这三种吸收器的热性能进行了数值分析比较。

冷冻过程细胞内水非平衡相变的研究

引入细胞内冰晶体积项至经典的Mazur方程,将其适用范围拓宽至可用于描述整个冷冻过程中透过细胞膜的水输运．通过耦合改进后的Mazur方程、冰晶成核、扩散控制的晶体生长理论,建立新的胞内冰晶成核与生长的模型．新模型不受低温保护剂浓度的限制,可正确预测细胞内冰晶成核、生长、最终体积份额、冰晶大小分布等关键信息．使用新模型详细研究了甘油初始浓度、降温速率等因素对于冷冻过程中细胞体积变化、胞内溶液冰晶成核和生长过程,以及最终胞内冰晶体积份额等的影响．结果表明:低温保护剂的存在可有效缓解细胞的失水过程,减少细胞内冰晶的体积份额;对特定的初始低温保护剂浓度,存在最佳降温速率对应最小细胞内冰晶体积份额．

热探针法测定烟草导热系数的实验研究

烟草的霉变炭化是烟草储存过程中主要敌害之一。烟草的燃烧与其他可燃物的燃烧有所不同 ,主要以阴燃为主 ,烟堆垛或烟捆、烟包在一定的温度、湿度下内部就会阴燃炭化 ,并逐步扩大 ,造成不必要的浪费和损失。烟草内部阴燃扩展过程中热传导起主导作用 ,烟草的导热系数是非常重要的参数。文章介绍了用热探针法测量烟草导热系数的原理和方法 ,该方法可直接用于烟草企业对烟草导热系数的测量。

低温手术过程多维传热有限元分析

目的通过有限元分析,给出低温手术过程组织三维瞬态温度场;考察人体血液灌注和代谢产热对其影响,为优化设计冷刀提供参考。方法充分考虑组织物性和内热源的非线性,使用基于有限容积法的大型商业有限元软件Ansys求解描述低温手术过程组织传热问题的经典生物传热方程。结果考虑血液灌注和代谢产热后,组织局部降/复温速率降低、所经历的最低温度绝对数值减少;对应时刻,组织内局部温度梯度增加;相同手术方案下,组织内冻结区域减小,且冰球生长过程减慢。结论人体血液灌注和代谢产热对低温手术过程影响显著,体外实验由于无法模拟血液灌注和代谢产热效果而对冷刀的优化设计作用有限,必须进行在体实验以优化冷刀及其相应的低温手术方案。

血管低温保存过程热应力

通过数值模拟,结合前人实验结果,探索低温保存血管壁出现裂纹或断裂的机理;为血管低温保存的优化设计提供理论依据·使用有限差分方法求解焓法模型,自行编制程序,求解该非线性热-力耦合问题·得到了一般低温保存过程(降温-恒温-复温-恒温)中血管壁内部瞬态温度场与应力场;研究了降温速率、复温速率、降温终止温度等因素对该应力场变化历史的影响·结合前人实验结果,指出降温阶段血管最大轴向压应力的出现并非是导致血管内外壁出现裂纹的决定因素;复温初始阶段拉应力的出现才是导致血管内外壁出现裂纹的真正因素;分步复温实质上并非是缓解或者减少热应力,而是复温至某个温度区间,在血管弹性恢复至一定程度后,使其得以安全承受原本在脆性温区内不能承受的拉应力.

在三元溶液低温相变过程中细胞反应的数值模拟(英文)

应用多组分相变系统的连续体模型 ,对三元溶液 (NaCl H2 O CPA)低温相变过程中的细胞反应进行数值模拟 .为了检验数值分析的结果 ,在特定条件下 ,提出一种解决多组分系统相变问题的近似分析方法 ,并在相同条件下 ,将此结果与数值分析的结果进行比较 。