生物传热

摘要： 磁流体热疗是具有生物相容性的磁性纳米流体注射到靶向肿瘤组织,通过施加交变磁场使注射区域升温达到杀死肿瘤组织目的。热疗期间的温度分布是磁热疗的关键因素,它直接影响了治疗效果。为分析不同注射方式对治疗效果的影响,采用有限元方法,建立磁热耦合模型,分析亥姆霍兹线圈产生磁场的均匀性,讨论了不同电流大小对磁场强度以及温度分布的影响。为了提升治疗效果,分析了不同注射方式对温度分布的影响,并以有效治疗体积这一参数较好的量化了治疗效果。结果表明:亥姆霍兹线圈作为磁场发生装置产生的磁场均匀性较高,不均匀度偏差在1%以内,通入线圈的电流每增加1 A,磁场强度增加195.3 A/m;外加磁场条件相同,采用中心点注射时,组织内的温度最高为49.8°C,有效治疗体积最大为1156.4 mm^(3),效果最好;调节外加磁场,使组织内最高温度保持48°C时,采用多点注射时有效治疗体积最大为1530.7 mm^(3),治疗效果最好。因此,采用多点注射技术可以使治疗区域温度分布较为均匀,达到更好的治疗效果。

摘要： 冷冻手术是新兴的应用微创治疗癌症的有效方法,合理地设置冷刀结构及位置可以提高治疗效果。为了准确地消融肿瘤,对冷刀插入深度及冷刀内管直径变化对消融的影响进行了对比分析,提出了一种基于改进气泡填充法的新型液氮冷刀布局方案,得出最佳布局并对该布局做进一步分析,结果表明距离为14 mm的冷刀布局模型在相同消融时间内能够得到更大的肿瘤致死体积以及满足对健康组织损伤较小的要求。此方法计算简单,有助于提高预测冷冻范围的准确性,可作为术前辅助治疗计划为医生提供指导。

摘要： 为了研究微波消融技术在不同类型肿瘤中治疗效果,基于有限元分析方法,建立耦合电磁场和生物传热过程的微波消融模型,研究了单缝同轴微波消融天线在脑白质肿瘤、脑灰质肿瘤、乳腺脂肪肿瘤、乳腺腺体肿瘤、肾脏肿瘤、肺部肿瘤(充气和未充气状态下)、肝脏肿瘤和肌肉瘤中比吸收率、消融区域温度分布及消融灶形态.结果表明:由于各种类型组织热物性的不同,导致微波消融天线在不同类型的肿瘤组织中消融灶的形态和有效损毁区域的覆盖范围存在显著差异,其中微波消融天线在由脂肪组织包围的乳腺癌肿瘤中形成的消融灶呈水滴状,消融区域完全覆盖肿瘤,但沿着消融天线的穿刺方向存在尾迹;天线在未充气状态下的肺部组织中形成的消融区域对健康组织的损伤要大于充气状态下,同时消融天线在其他实质型组织中形成的消融区域基本呈现椭圆形,消融区域整体小于肺部和乳腺的消融灶,可见微波消融天线在乳腺和充气状态下肺部组织的肿瘤消融治疗中可以获得更加有效的治疗效果.

摘要： 目的 利用液态金属和导热硅橡胶制备柔性电热膜进行相关实验,探究其对人体肘关节皮肤加热效果.利用计算机仿真方法对简化模型进行数值模拟,分析其加热过程中温度场,为基于液态金属导线的热敷临床应用提供实验依据.方法 采用3D打印和模板方法制备含硅橡胶管的柔性弹性膜,并通过管内灌注镓铟锡合金形成液态电阻加热丝,将制备的液态金属柔性膜贴敷肘关节,实验研究不同加热功率下热敷性能,最后利用数值模拟方法分析液态金属热敷过程中机体温度变化规律.结果 液态金属柔性膜具有显著的加热效果,在加热功率2.4 W并持续900 s后,肘关节表皮温度达到37.6°C;而当加热功率5.4 W并持续700 s后,表皮温度高达42.8°C.结论 本文提出的可拉伸柔性液态金属电热膜可对各种弯曲状态下肘部实施热敷,通过改善电热膜内层热导率可显著提升其传热性能,为人体表皮热敷提供了新思路.

摘要： 为了研究温湿度,换气次数等环境参数与设备节能及动物福利之间的关系,在大量查阅文献的基础上,比较了国内外实验动物环境标准以及实验动物环境设施的研究情况.调查结果发现低风速、低温度梯度、低能耗的“三低”绿色环境有利于实验动物的饲养与繁育,可减小环境因素对实验结果的影响,符合节能需求,并且已成为国际重点研究方向.在此基础上,提出了实验生物设施及实验生物环境敏感性的概念.同时指出生物的环境敏感性与其福利相互关联,在包括动物、植物、微生物在内的实验生物与环境的研究中会起到重要作用,并共同影响绿色实验生物设施的节能研究.

摘要： The present study was used to investigate the effect of heat-transfer process on the chilling resistance of coldsensitive fruits during heat shock treatments,Cucurbita pepo L.as a typical cold sensitive fruits and vegetables,it was sensitive to low temperature,and easily suffer from chilling injure for unsuitable cold storage.Therefore,a three-dimensional numerical model was established to simulate the heat-transfer process of Cucurbita pepo L.during heat shock treatment,the heat transfer laws and temperature dynamic response processes of Cucurbita pepo Lduring heat treatment were studied,the hot air at 40 °C was used as heat treatment medium,the effects of processing time of 0.5,1,2 and 4 h on the fresh-keeping of Cucurbita pepo L.were comparatively studied.The experimental results showed that,an experiment was done to verify the accuracy of the model,and it was found that simulation values and measured value were in good agreement,the maximum absolute error of temperature between simulation data with measured result was 1.66 °C.Compared with other experimental groups,40 °C hot air treatment 1 h could maximum limit to prolong the occurrence time of chilling injury of postharvest Cucurbita pepo L.,reduced weight loss rate and delay the increase of MDA content and relative conductivity,maintained the fruit of high hardness and ascorbic acid content.Heat transfer model of Cucurbita pepo L.and the relevant conclusions could provide reference for the selection of operation parameters for postharvest heat treatment of Zucchini.%为了探讨热处理传热过程对果蔬贮藏生理品质的影响规律,建立西葫芦在热激处理过程中的三维数值模型,进行三维非稳态下的数值模拟,研究热处理时西葫芦组织的传热规律及温度动态响应过程,并以40°C的热空气作为热处理介质,对处理时间分别为0.5、1、2、4h西葫芦的保鲜效果进行了对比实验研究.结果表明,40°C热空气处理1h可最大限度地延长采后西葫芦冷害的发生时间,减少果实失重率,延缓丙二醛(MDA)含量和相对电导率的升高,维持较高的果实硬度和抗坏血酸含量.所建的传热模型与实际情况吻合较好,温度最大绝对误差为1.66°C.西葫芦传热模型及相关结论可为西葫芦采后热处理操作参数的确定提供参考.

摘要： 为了在不同对流换热方式的室内环境中对皮肤温度、核心温度等人体生理参数进行有效的预测,基于Fiala模型,综合考虑不同对流方式对人与环境换热量的影响,尤其是通过修正不同对流方式的对流换热系数、平均辐射温度以及服装热阻等,建立了室内对流环境中的人体热反应模型.通过将模拟值与文献实验值进行对比来验证所建模型的有效性,结果表明两者高度吻合.在自然对流、混合对流环境下,平均皮肤温度预测误差以及受迫对流环境下人体大部分部位局部温度预测误差均小于1°C.所建模型可用于各种对流空调环境下的人体生理参数预测,为新型对流空调系统设计、评估以及规范修正等提供参考.

摘要： 通过沙疗过程中骨质层变化情况以及有限元仿真的结果,来研究温度对于骨重建的影响.在前人实验的基础上,对于通过CT扫描获得的数据导入到mimics软件中进行模型的建立,整个扫描过程分为四个阶段:建立OA兔模型前、建OA兔模型后、进行沙疗治疗一周后和进行沙疗治疗两周后.把建立好的模型导入3-matic里面进行网格划分,然后把模型导入comsol软件进行传热数值模拟.通过CT扫描数据和传热数值模拟的结果对比发现,骨组织内部产生的热应力随温度升高,而逐渐增大,当温度达到42°C时应力出现最大值,随后随着温度的升高,应力值逐渐减小.温度较高区域,软质骨呈减少趋势,而密质骨和硬质骨的体积增加.沙疗过程中热量传递对于骨重建起到了促进的作用,42°C时的骨重建调节作用最为明显.%To study the effects of temperature on bone remodeling by the results of the whole and local changes of bone layer and the finite element simulation .On the basis of previous experiments , the data was imported into Mimics software to build the model through the CT scan .The whole process was divided into four stages:The establishment of OA rabbit model before and after the estab-lishment of OA rabbit model , sand therapy for a week and after treatment for two weeks .The good model established was imported into the 3-matic inside and was mesh generation , and then the model was imported into the COMSOL software to simulate the heat trans-fer.By the CT scan data and comparison of the results of numerical simulation of heat transfer , it was found that bone tissue of internal thermal stress increased with temperature rose , when the temperature reached at 42°C,maximum stress appeared;then decreased with the increase of temperature stress values .In higher temperature region , soft bone showed a trend of decrease , and compact bone and hard bone volume increased .Sand treatment in the process of heat transfer for bone reconstruction plays a promoting role .The adjust-ment effect and reconstruction of bone is most obvious at 42°C.

摘要： 本研究采用基于实验数据的以温度为自变量的动态组织参数,建立了临床常用微波针的仿真模型,并在仿真过程中循环更新组织参数值以实现微波消融过程的动态仿真计算.仿真结果表明该模型的计算结果与实验数据具有较高的一致性,消融区域大小和形状及温度变化与实验结果相吻合.因此,该方法建立的微波消融动态模型,为临床微波消融治疗的手术计划制定、治疗温度实时监控及疗效评估提供了新的依据.

摘要： Monte Carlo method was used for calculation of finite-diameter laser distribution in tissues through convolution operation. Photo-thermal ablation model was set up on the basis of Pennes bioheat equation, and tissue temperature distribution was simulated by using finite element method by ANSYS through the model. The simulation result is helpful for clinical application of laser.%　　利用蒙特卡罗方法模拟了无限细光束在生物组织中的传输分布情况，通过卷积计算了有限宽光束光分布，在此基础上建立了生物组织传热模型，并根据Pennes方程，利用ANSYS求解得到了模型中生物组织温度场分布结果，通过分析激光功率及激光光束半径对生物组织热效应的影响，得到了对于临床激光消融有重要意义的结论。

摘要： 本文通过对比国内外实验动物房标准以及实验动物环境设施的研究情况,研究温湿度、换气速率等环境标准与设备节能及动物福利之间的关系.研究结果发现低风速、低风量、低温度梯度的环境有利于实验动物的饲养与繁育,减小环境因素对实验结果的影响,符合节能需求,并且已成为国际重点研究方向.本文还根据国内现有标准,提出针对环境敏感性与生物传热的研究方法,同时指出生物的环境敏感性与动物福利相互关联,共同影响实验动物房的节能研究.本文的工作可为相关研究提供参考,指出了今后研究的方向.

摘要： 蒙特卡罗方法是一种概率直接模拟物理过程的方法，本文使用基于全场行走的蒙特卡罗方法计算生物传热问题，通过与稳态精确解的比较验证了全场行走蒙特卡罗方法的可行性，并进一步模拟求解了热疗情况的温度场分布。

摘要： 在亚临界相变温度范围进行肾脏器官的低温延时保存，是一个不同于传统低温保存所面临的新方法，为保持细胞活性必须从器官摘取的第一步展开研究，探求与传统生物保存方法所不同的传热传质条件。用保护液对离体肾脏进行冷灌冲是移植器官保存的首要，研究在冷灌冲过程中器官温度随时间变化的传热特性意义重大。用高倍率红外热象仪、热电偶探针、超声血流计等，对猪单体肾脏冷冲灌过程进行了实时测试，得出血管作为冷源时的肾脏温度动态变化曲线。实验结果表明，在1°C冷却液匀速灌冲过程中肾脏温度的降低表现为非均匀变化，该变化是由于肾脏内组织结构的特征引起。实验研究将对下步进行器官的三维温度场数值计算提供了宝贵的实验依据。

摘要： 直接采用人舌血管铸型进行三维温度场的实验研究与数值计算。体现出依据生物体的真实形状和真实受热状态而进行的生物传热研究。仍以Pennes方程为基准方程,对自然形态和实际传热状态下的人舌舌体三维温度场进行了重构,计算结果与红外热像测试结果趋于一致.意义在于:以此为技术平台,可通过变换多种生物参数的方法获取不同的舌体三维温度分布与测取中医不同证候的舌热像进行比较,获取特定证候具有的相应生物参数值,由此研究生物传热与传统医学的相关性。

摘要： 为了揭示各关键参数对人体面温的影响规律，本文基于脑部的生理结构，将人体脑部分为四层建立了脑部传热模型。通过数值计算，获得了稳态情况下脑部的径向温度分布，主要分析了血液灌注率、新陈代谢率、导热系数以及对流换热系数、环境温度对人体面温的影响，并通过环境温度和风速对额温影响实验验证了之前的理论部分，本文为人体脑部生理病理研究及额温测量提供重要的理论依据。

摘要： 为了揭示各关键参数对人体面温的影响规律，本文基于脑部的生理结构，将人体脑部分为四层建立了脑部传热模型。通过数值计算，获得了稳态情况下脑部的径向温度分布，主要分析了血液灌注率、新陈代谢率、导热系数以及对流换热系数、环境温度对人体面温的影响，并通过环境温度和风速对额温影响实验验证了之前的理论部分，本文为人体脑部生理病理研究及额温测量提供重要的理论依据。

摘要： 为了揭示各关键参数对人体面温的影响规律，本文基于脑部的生理结构，将人体脑部分为四层建立了脑部传热模型。通过数值计算，获得了稳态情况下脑部的径向温度分布，主要分析了血液灌注率、新陈代谢率、导热系数以及对流换热系数、环境温度对人体面温的影响，并通过环境温度和风速对额温影响实验验证了之前的理论部分，本文为人体脑部生理病理研究及额温测量提供重要的理论依据。

摘要： 为了揭示各关键参数对人体面温的影响规律，本文基于脑部的生理结构，将人体脑部分为四层建立了脑部传热模型。通过数值计算，获得了稳态情况下脑部的径向温度分布，主要分析了血液灌注率、新陈代谢率、导热系数以及对流换热系数、环境温度对人体面温的影响，并通过环境温度和风速对额温影响实验验证了之前的理论部分，本文为人体脑部生理病理研究及额温测量提供重要的理论依据。

摘要： 本文基于脑部的生理结构，建立了三维重构后的脑部传热模型。通过数值计算，获得了正常情况下面部温度分布。并根据病理学，考虑发热时生理机能的改变，发现代谢产热和血液温度为脑部温度分布主要影响因素，在此基础上分析了发热时导热系数和对流换热系数对额温的影响。通过实验统计了不同体型人群额温与耳温差异规律。本研究为体温筛查提供了一定的理论依据。

摘要： 本文基于脑部的生理结构，建立了三维重构后的脑部传热模型。通过数值计算，获得了正常情况下面部温度分布。并根据病理学，考虑发热时生理机能的改变，发现代谢产热和血液温度为脑部温度分布主要影响因素，在此基础上分析了发热时导热系数和对流换热系数对额温的影响。通过实验统计了不同体型人群额温与耳温差异规律。本研究为体温筛查提供了一定的理论依据。

摘要： 一种生物质与低阶煤分离耦合传热板和低品位铁矿石共热解系统，包括载气供应系统1、热解系统2和热解产物分离系统3，所述载气供应系统通过导气管分别与热解系统的低阶煤料仓、生物质料仓和铁矿石料仓相连，所述热解系统通过热解碳化炉分别与热解产物分离系统的折流板除尘器和水冷熄焦箱相连。生物质由胶带输送机运至红外加热炉，产生大量含有H元素和碱金属的热解气氛，作为氢源和催化剂被载气吹入热解炭化炉中参与低阶煤的热解，生物质与低阶煤通过电热与红外两段式热解能提高两者的共热解协同作用，从而产生更多高品质的油气资源。本发明对于生物质与低阶煤共热解的科学研究和生产实践应用都具有重要意义。

摘要： 本发明涉及沸点为200°C至400°C且沸程小于80°C的流体作为液相传热介质的用途，所述流体包含大于95重量％的异链烷烃和小于3重量％的环烷烃，至少95重量％的生物碳含量，并且以重量计含有小于100ppm的芳烃。

摘要： 本发明公开了一种生物3D打印机的传热装置，具体涉及3D打印技术领域，包括传热机壳，所述传热机壳的下表面与两个料仓的上表面固定连接，且两个料仓的相对面固定连接，所述传热机壳的正面与传热装置的背面固定连接，所述传热装置的上表面与导管的底端固定连接。本发明通过设置第一连接轴和传热装置，使得该传热装置在使用过程中可以通过传热装置排放气体的方式推动第一散热片和第二散热片运行，并通过第一散热片和第二散热片对气体起到降温的效果，避免因灰尘粘附而导致传热效率受到影响，同时，降低了该传热装置由于杂质的影响而难以在使用过程中保持快速的冷热切换响应的速度，进而对该传热装置的使用效果起到了保障的作用。

摘要： 本发明涉及一种基于局部热非平衡传热的多孔生物组织热损伤计量方法，包括以下步骤：步骤S1：构建生物组织的几何模型；步骤S2：设置磁纳米粒子在生物组织内的分布为高斯分布模型；步骤S3：假定生物组织是包含间质和血液的多孔结构，通过局部热非平衡理论，构建生物组织内间质和血液的温度分布数学模型并设置边界条件；步骤S4：采用浓度‑温度耦合的多物理场分析方法求解生物组织在磁纳米粒子与交变磁场相互作用下产热后的温度分布；步骤S5：将生物组织温度分布结果作为输入，应用有限元方法计算基于Vogel‑Tammann‑Fulcher行为理论的生物组织热损伤等效剂量。该方法有利于实现局部热非平衡中生物组织的间质和血液的温度分布，并且准确地预测生物组织热损伤等效剂量。

摘要： 本发明公开了—种基于生物质微米燃料外热式高传热效率的垃圾制氢炉，属于制氢炉领域，—种基于生物质微米燃料外热式高传热效率的垃圾制氢炉，包括炉体，炉体内固定连接有燃烧室，燃烧室内固定连接有热解室和催化重整室，催化重整室位于热解室正上方，并与热解室相接通，炉体右端安装有进料组件，可以通过将热解室和催化重整室均设置在燃烧室内，使燃烧室内的生物质微粒燃料燃烧时，燃烧室能够对热解室和催化重整室进行同步加热，有效提高热能的利用率，提高催化重整室内的氢气转化率，有效降低能量损耗，提高制备氢燃料的效率，并且通过采用生物质微粒燃料作为加热原料，有效提高原料的燃烧效率，提高热能的输出率。

摘要： 本实用新型提供了一种生物3D打印机的传热装置及生物3D打印机，传热装置共两套，每套传热装置包括半导体片、散热片与散热风扇，散热片的一面与半导体片固定，另一面附近设置散热风扇，其中一套传热装置的半导体片设置于挤出装置的侧面，另外一套传热装置的半导体片设置于打印平台的下面，所述的半导体片用于加热或者制冷；利用半导体片的制冷和制热原理，对打印机喷头实现温控，冷热切换响应速度较快，功耗低且体积小；打印喷头采用电动控制，与注射泵原理类似，在步进电机或伺服电机的驱动下，精准的控制生物墨水的挤出，具有控制精度高，响应速度快，小型化等特点。

摘要： 本实用新型涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种垃圾处理机。水传热节能餐厨垃圾生物处理机，包括设备壳体，设备壳体内设有主箱体，主箱体内设有搅拌破碎装置，主箱体外表面与设备壳体之间为热交换腔，热交换腔内设有热交换水；设备壳体的上方设有进水口，设备壳体下方设有出水口，进水口和出水口分别与热交换腔联通；还包括热交换器，进水口通过进水管与热交换器的热水出口连接，出水口通过出水管与热交换器的冷水进口连接。由于采用上述技术方案，本实用新型采用水传热的方式为餐厨垃圾处理机提供热交换能量，使得主箱体整体受热均匀，且环保节能，大大降低了垃圾处理时的成本。

摘要： 本发明公开了一种基于生物传热模型的磁共振温度成像方法及系统，该方法包括以下步骤：S101，在hybrid算法中引入生物传热模型，修改正则约束项；S102，在温度分布计算过程中利用磁共振温度成像模型对生物传热模型的参数进行优化处理与实时更新；S103，利用Kalman滤波器将生物传热模型与磁共振温度成像模型进行结合，迭代更新图像。根据本发明的基于生物传热模型的磁共振温度成像方法，一方面能够保留hybrid算法对于运动以及温漂的抑制能力；另一方面还能够大大提升温度变化较小区域的重建误差，增加hybrid算法的适用性，提升预测的准确度。

摘要： 本发明涉及一种基于相位滞后传热行为的生物组织温度预测方法，包括以下步骤：步骤S1:构建生物组织的几何模型；步骤S2：基于生物组织的几何模型，将生物组织内磁纳米粒子浓度分布设置为高斯分布；步骤S3：通过SPL、DPL和GDPL生物传热理论，构建生物组织内三种相位滞后传热模型并设置边界条件；步骤S4：计算浓度耦合温度的多物理场，模拟生物组织内不同模型的温度变化。本发明能有效预测生物组织的温度随时间变化的演化过程和温度场分布。

摘要： 本发明公开了一种基于生物传热模型的磁共振温度成像方法及系统，该方法包括以下步骤：S101，在hybrid算法中引入生物传热模型，修改正则约束项；S102，在温度分布计算过程中利用磁共振温度成像模型对生物传热模型的参数进行优化处理与实时更新；S103，利用Kalman滤波器将生物传热模型与磁共振温度成像模型进行结合，迭代更新图像。根据本发明的基于生物传热模型的磁共振温度成像方法，一方面能够保留hybrid算法对于运动以及温漂的抑制能力；另一方面还能够大大提升温度变化较小区域的重建误差，增加hybrid算法的适用性，提升预测的准确度。