微通道

摘要： 浸入式直接液冷固体激光器的设计理念自提出以来即受到广泛关注,其增益介质与微通道内冷却介质直接接触进行换热的方式能显著提高传热效果.微通道的结构、流体流动及增益介质热负荷直接影响激光器光程差(OPD),从而影响激光出光质量.基于实际浸入式直接液冷固体激光器操作条件优化的需要,建立二薄片三通道(坐标轴x正方向为双流道流动方向)小型固体激光器冷却系统几何模型,并将热流固耦合方法和OPD计算模型相结合,模拟研究微通道内雷诺数、增益介质热负荷对OPD的影响.模拟结果表明:冷却系统的转捩雷诺数为2600;相同热负荷下,随着微通道内流动雷诺数增大,OPD波峰与波谷的位置向x轴的负方向(单流道流动方向)移动、峰谷值增大;相同雷诺数下,随着增益介质热负荷增大,增益介质热变形程度增大,OPD的波峰与波谷位置不变、峰谷值增大;为保证固体激光器出光质量,当实际热负荷为2000 W要求时,由于增益介质所受最大应力和微通道层流流动的限制,雷诺数应控制在2200～2600范围内;当雷诺数为2300时,由于增益介质所受最大应力的限制,热负荷应控制在2400 W内.建立的热流固耦合并结合OPD计算模型方法,可面向固体激光器的研发与应用,指导实际直接液冷固体激光器操作条件的优化.

摘要： 背景:纤维环是椎间盘重要的组成部分,是维持椎间盘力学及生理功能的关键,因此构建模拟天然纤维环结构的生物支架对于组织工程修复椎间盘至关重要.目的:以天然丝素蛋白为原料构建取向微通道纤维环支架,评估其作为椎间盘纤维环组织工程支架的可行性.方法:以聚己内酯为原料,通过熔融纺丝技术制备60°取向叠交叉模板,灌注浓度为15％的丝素蛋白溶液,液氮塑型后使用冷冻干燥机进行冷冻干燥,使用三氯甲烷洗脱沥滤聚己内酯材料,取向微通道纤维环支架制备完成;同时制备普通的丝素蛋白支架作为对照,表征支架的微观形貌与力学性能.将第3代兔纤维环细胞分别接种于两种支架上,通过死活染色及CCK-8实验分析细胞在支架上的存活能力与增殖能力.将两种支架分别植入大鼠皮下,4周后取出支架进行苏木精-伊红染色.结果 与结论:①体视显微镜与扫描电镜显示,取向微通道支架表面有大量规则通道排布且深入支架内部,对照支架表面只有少量裂缝;两种支架的孔径为(152.0±9.3) μm,取向微通道支架、对照支架的孔隙率分别为(89.0±3.3)‰(73.0±2.6)％;②微通道支架、对照支架的压缩模量分别为(2.65±0.11),(3.05±0.13) MPa,组间比较差异有显著性意义(P＜0.05);③死活染色与扫描电镜显示,细胞在两种支架上生长增殖良好,在对照支架表面黏附生长,在取向微通道支架可通过微通道迁移至支架内部且分泌大量外基质;CCK-8实验显示,取向微通道支架可促进细胞的增殖;④苏木精-伊红染色显示,取向微通道支架通道内可见大量细胞及细胞外基质成分,对照支架仅表面可见大量细胞及细胞外基质成分;⑤结果表明,取向微通道丝素支架能够模拟天然纤维环的结构,拥有良好的力学性能,细胞可沿通道生长入支架内部,具有良好的生物相容性,是构建纤维环支架合适的生物支架.

摘要： 背景:纤维环是椎间盘重要的组成部分,是维持椎间盘力学及生理功能的关键,因此构建模拟天然纤维环结构的生物支架对于组织工程修复椎间盘至关重要。目的:以天然丝素蛋白为原料构建取向微通道纤维环支架,评估其作为椎间盘纤维环组织工程支架的可行性。方法:以聚己内酯为原料,通过熔融纺丝技术制备60°取向叠交叉模板,灌注浓度为15%的丝素蛋白溶液,液氮塑型后使用冷冻干燥机进行冷冻干燥,使用三氯甲烷洗脱沥滤聚己内酯材料,取向微通道纤维环支架制备完成;同时制备普通的丝素蛋白支架作为对照,表征支架的微观形貌与力学性能。将第3代兔纤维环细胞分别接种于两种支架上,通过死活染色及CCK-8实验分析细胞在支架上的存活能力与增殖能力。将两种支架分别植入大鼠皮下,4周后取出支架进行苏木精-伊红染色。结果与结论:①体视显微镜与扫描电镜显示,取向微通道支架表面有大量规则通道排布且深入支架内部,对照支架表面只有少量裂缝;两种支架的孔径为(152.0±9.3)μm,取向微通道支架、对照支架的孔隙率分别为(89.0±3.3)%,(73.0±2.6)%;②微通道支架、对照支架的压缩模量分别为(2.65±0.11),(3.05±0.13)MPa,组间比较差异有显著性意义(P<0.05);③死活染色与扫描电镜显示,细胞在两种支架上生长增殖良好,在对照支架表面黏附生长,在取向微通道支架可通过微通道迁移至支架内部且分泌大量外基质;CCK-8实验显示,取向微通道支架可促进细胞的增殖;④苏木精-伊红染色显示,取向微通道支架通道内可见大量细胞及细胞外基质成分,对照支架仅表面可见大量细胞及细胞外基质成分;⑤结果表明,取向微通道丝素支架能够模拟天然纤维环的结构,拥有良好的力学性能,细胞可沿通道生长入支架内部,具有良好的生物相容性,是构建纤维环支架合适的生物支架。

摘要： 为了解决高集成度高热流密度电子器件的散热需求,文中对微通道相变散热器进行研究,设计了5种不同尺寸的微通道来研究其对传热系数和压降特性的影响。通过搭建微通道相变散热验证系统对微通道相变散热器进行实验,以水为工作物质,流速为50~170 mL/min,热源热流密度为86~414 kW/m^(2)。研究结果表明,传热系数与水力直径成反比关系,当水力直径为0.333 mm、工质流速为170 mL/min时,传热系数值最大为116 kW/(m^(2)·°C);当工质流速不变时,压降随热流密度的增大先减小后增大;当工质流速和热流密度不变时,压降随水力直径的增大而减小,并且随着流速的增大,压降的变化趋势逐渐趋于平缓。

摘要： 二氧化碳既是主要的温室气体之一,也是包含碳和氧的资源,把相对惰性的CO_(2)转化为易于利用的CO是其利用的方法之一。采用介质阻挡微等离子体反应器通过单变量和正交实验探究了反应器参数(放电区长度、放电间距、介质厚度)和工艺参数(输入功率、放电频率和停留时间)对CO_(2)分解为CO的转化率和能量效率的影响规律。研究结果表明,影响CO_(2)转化率的大小顺序依次为:放电间距>放电长度>输入功率≈停留时间>介质厚度>放电频率;输入功率60.0 W、放电频率9.0 kHz和停留时间1.5 s、放电区长度60 mm、放电间距0.5 m、介质厚度1.6 mm时,CO_(2)的转化率为10.6%,能量效率为4.1%。

摘要： 通道壁面浸润性对微通道内的气-液两相流具有重要影响。利用等离子体辅助接枝改性,将甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)及1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷接枝在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料表面,得到了10°、40°、70°和110°四种接触角的微通道,并考察了浸润性对流型、气泡长度和压降的影响。结果表明,随接触角增大,气泡截断位置下移,膨胀阶段缩短,挤压阶段变长;低流量时,气泡长度随接触角增加而增大,高流量时则减小;建立了与材料表面水接触角相关的气泡尺寸预测关联式,与Garstecki经典预测关联式相比,预测精度更高;θ90°时,三相接触线使流动阻力和压降增加。

摘要： 采用实验的方法对不混溶的液液两相流体在不同入口结构下的正弦微通道(直通道正弦、波峰正弦和波中正弦)内液滴的流动特性进行了分析。硅油作为离散相,含有0.5%SDS的蒸馏水作为连续相,观测到弹状流、滴状流和射状流。分析了两相流动参数及不同的微通道入口结构对流型和液滴长度的影响。流型受微通道入口结构影响较大,波峰正弦微通道能够生成最大范围的稳定的流型。液滴长度随离散相体积流量和离散相与连续相体积流量之比的增大而增大,随连续相的体积流量和毛细数的增大而降低。微通道入口结构对液滴长度有影响,直通道的正弦微通道内液滴长度最短,更有利于液滴的形成。三种通道生成的液滴中,最大的液滴尺寸是最小的液滴尺寸的1.15~1.39倍,但正弦流动段对液滴速度几乎没有影响。

摘要： 为提升矩形微通道的综合性能,通过多目标粒子群算法对矩形微通道进行数值优化,由响应曲面法拟合热阻函数,再以热阻与压降为目标函数,建立以矩形微通道结构参数为变量的多目标粒子群算法的数学模型。由多目标粒子群算法计算得到热阻与压降的pareto优化解集,用K-mean聚类法对优化解集进行聚类得到4个代表解,与未优化解进行对比,评价其综合性能。结果表明:响应曲面法拟合的热阻函数的相关系数R^(2)分别为0.9981、0.9961均接近1,模型准确度高,点3与点0的仿真结果对比表明经过多目标粒子群算法优化后的通道的温度分布更加均匀,最高温度更低,压降更低,综合性能更优。可见该种方法可以提供一定工况范围内的优化解集,提升微通道的综合性能。

摘要： 目的对比微通道与标准通道经皮肾镜碎石取石术治疗上尿路结石的临床疗效。方法选取五四一总医院2019年10月—2021年10月收治的80例上尿路结石患者,按照随机数字表法将其分为对照组(n=40)和观察组(n=40),对照组采用标准通道经皮肾镜碎石取石术治疗,观察组采用微通道经皮肾镜碎石取石术治疗。评估2组术中出血量、手术持续时间、结石清除率、术后下床活动时间、平均住院时间、术后并发症发生情况。结果观察组患者术中出血量少于对照组,手术持续时间长于对照组,术后下床活动时间短于对照组,平均住院时间短于对照组,差异有统计学意义(P0.05);观察组术后并发症发生率低于对照组(P<0.05)。结论微通道经皮肾镜碎石取石术治疗上尿路结石患者术中出血量少、安全性高、术后并发症少,加快术后恢复。

摘要： 利用实验与数值模拟相结合的方法研究了超临界氮气(SCN_(2))三维热流场特性,在用实验数据验证数值方法可靠性基础上,分析了压力(3.6~7 MPa)和质量流速[800~1200 kg/(m^(2)·s)]对SCN_(2)对流传热特性的影响,揭示了微通道圆管不同圆周方向上SCN_(2)热流场规律。结果表明:在低压力和高质量流速下,同一轴向位置处,径向内壁温最大值出现在圆管90°处;质量流速越大,内壁温最大值和对流传热系数最小值由圆管180°向90°处发生了转移;当浮升力系数Gr^(*)/Re^(2)>1时,浮升力有利于强化圆管底部区域流体传热能力;基于获得的数据,提出了一个新的适合预测微通道圆管内SCN_(2)对流传热特性的无量纲换热关联式,预测误差小于20%。研究结果为微通道换热器优化设计提供了参考。

摘要： 弹状流是微通道内受到广泛关注的气-液或液-液流型,其特征是分散相以长气泡或液滴形式流动,连续相以液弹形式流动.由于操作范围宽、物相均匀分散、高相界面积和低返混等优点,弹状流是强化多相反应的理想流型.弹状流型下的泄漏流是气泡/液滴周围的液膜的流动性问题.矩形通道内,气泡或液滴受界面张力影响无法占据整个通道截面,故连续相流体可在通道直角处流动并穿过气泡或液滴,形成泄漏流.泄漏流是相界面附近的微尺度流动现象(20-120μm）,也是介尺度科学关注的问题.由于尺度小,且受到相界面的干扰,常规技术如PIV,LIF等难以观测到泄漏流的流动情况,因此目前关于泄漏流的研究和认识均极为欠缺.

摘要： 采用VOF模型对不同重力条件(1–9g)下R134a在1.002mm微通道内的流动沸腾进行了三维数值模拟研究.重力方向与流动方向有垂直、相同和相反三种关系.通过模拟获得了不同工况下微通道内的瞬时流型,并据此分析了重力大小和方向对流动沸腾流型的影响.结果表明,重力的影响十分显著.当重力方向与流动方向垂直时,随着重力的增大,流动逐渐向准分层流演变;当两者方向相同时,气相趋于准椭球/球形状态;当两者方向相反时,气相向拉长的气弹状态发展.

摘要： 在OpenFOAM开源框架下开发了一套低马赫数非稳态燃烧的CFD工具,很好地重现了文献中的数个实验火焰.并模拟研究了二维平行平板微通道内的甲烷/空气预混和扩散火焰行为.结果发现在低速工况下,两种火焰均呈现出反复熄火着火的现象.但是相对于微尺度预混火焰,扩散火焰表现出更大的不稳定性,出现了两个局部放热率峰值的消长现象.

摘要： 微通道中的火焰传播面临巨大的散热损失率带来的挑战.自从Maruta在2005年发现反复熄火又着火的不稳定火焰(FREI)以来,许多学者对此进行了研究.本文以Maruta的物理模型(内径2mm、长度80mm,具有固定壁温分布的石英圆管)为研究对象,在微通道内某个合适的位置涂覆3mm长的Pt催化剂,考察这种独特方式对CH4/Air火焰稳定性的影响.模拟结果证实,该方法对FREI这种不稳定火焰有显著的抑制作用,并从均相反应与非均相反应之间的相互作用进行了理论分析.

摘要： 目的：探讨标准通道及微通道经皮肾镜碎石取石术在肾结石中的应用效果.方法：本院于2014年1月至2015年12月期间共收治了64例肾结石患者,将所有的患者随机分为对照组(32例)和观察组(32例),对照组患者采用标准通道经皮肾镜碎石取石术,观察组患者采用微通道经皮肾镜碎石取石术,对两组患者的临床效果进行评估.结果：观察组患者结石清除率明显高于对照组,具备统计学意义;观察组患者并发症发生率低于对照组,具有可比性.结论：在肾结石治疗中,微通道经皮肾镜碎石取石术的效果要优于标准通道经皮肾镜碎石取石术.

摘要： 为实现预冷吸气式火箭(SABRE)发动机器的性能,需要设计实现轻质、高效的微通道预冷换热器.根据设计要求通过理论分析设计了一种试验用管式微通道换热器,预冷换热器模块内部尺寸90mm×90mm×165mm,共集成了400根内径1mm、外径2mm叉排布置的不锈钢管.管式微通道换热器工作性能试验在模块化预冷换热器试验台上进行,验证了实验条件下换热器温降和换热功率可以分别达到设计要求的85％和89.5％;同时开展预冷换热器模块在不同来流温度、不同来流速度下的流场观测、温度场、压力测量,不同结构及布置方案的预冷换热器模块性能试验.

摘要： 微流控技术是近年来随着微系统技术的发展而形成的交叉性多学科研究领域,微通道是微流控系统中最基础、最简单、应用最为广泛的微尺度元件.微尺度下液滴的融合是微流控技术中必不可少的液滴操控技术.本文利用计算流体力学软件(CFD-FLUENT)数值模拟研究了矩形凹槽微通道内两相流速度对液滴融合的影响,从而探究矩形凹槽微通道内更好的实现液滴融合的两相流速度.

摘要： 微流控芯片是微流控技术的实施手段,对多个领域都有着重要的影响.其主要涉及两相流,而流型又决定微通道内两相流的性质.沿程阻力对流型有着重要的影响.本文通过实验与数值模拟的方法研究了微通道内两相流沿程阻力的变化,得到影响沿程阻力的因素.从而对进一步减小沿程阻力得出结论,指导微通道的设计优化.

摘要： 本文工作是整个微尺度相变传热的一部分，研究发现微通道在高热流密度下发生一种长周期/两相间歇流.它发生在贮液容器内的液体处于近乎饱和温度的条件下,表现出实验段压差,质量流速,通道进出口温度及壁温作有规律的长周期及大幅度脉动.通道内随时间发生液体和两相流的间歇流动,实验证实该类流动是由于通道内质量流速与入口温度间的负反馈效应引起的.

摘要： 双液滴在电场下的变形和相互作用直接决定电融合的成功与否.电场强度、初始液滴间距和电场频率是电融合现象中的关键因素.本文从理论分析和数值计算两个方面研究了交流电场下受限液滴在矩形截面微通道中的电流体力学特性.发现了不同电场强度和初始液滴间距下的五个分区,并通过理论分析确定了各分区间的边界.进一步揭示了液滴间液桥和泰勒锥在交流电场下的形成和演变规律.

摘要： 本发明提供了一种微通道扁管生产方法，包括步骤：1)选取单块板，单块板表面喷涂有助焊剂；2)对称折叠单块板形成双排扁管，双排扁管包括：两个单排扁管和连接两个单排扁管的连接桥，单排扁管由复数个微通道隔板分隔为若干微通道；3)在连接桥的两端切割安装让位缺口；4)微通道隔板与单排扁管内壁由助焊剂高温焊接结合，获得微通道扁管。上述微通道扁管生产方法，对称折叠单块板形成双排扁管，在双排扁管的连接桥设置安装让位缺口，从而获得微通道扁管，由于单块板的性能较稳定且在折叠后表面材质一致性较强，质量较稳定，有效提高了微通道扁管的品质，提高了微通道扁管的使用寿命。本发明还提供了一种微通道扁管、微通道换热器。

摘要： 本发明提供一种微通道芯片的制造方法、微通道芯片成型模具和微通道芯片。该模具(100)具有：能够收容熔融树脂的腔体、在形成有该腔体的成型转印面(101)上以从成型转印面(101)向腔体侧突出的方式设置的微结构(102)、比所述微结构(102)更高地向成型转印面的所述腔体侧突出的抑制收缩用凸部(103)。将熔融树脂注入模具(100)，从由树脂固化而形成的树脂基板(001)按照微结构(102)、抑制收缩用凸部(103)的顺序使模具(100)的成型转印面相对脱离。

摘要： 本发明提供一种在微通道板通道阵列制备复合金属膜层过程中减少开口面积比损失量的工艺以及微通道板，包括以下步骤：提供密集排列的圆形微孔阵列的基底；在真空环境下，在所述圆形微孔阵列的圆形微孔输入面和一定深度的内壁采用两种材料先后蒸镀的方式进行叠加，形成顺序层叠结构ABA，其中A层为镍铬合金层，B层为金属银或者铜层。本发明通过在微通道板输入面及一定深度内壁蒸镀复合金属膜层，既满足面电阻技术指标要求，同时避免传统厚度太厚、开口面积比损失较大的问题。

摘要： 本发明公开一种用于微通道板的电子倍增材料、其制备、由其制备得到的微通道板及微通道板的制备方法。以解决现有微通道板技术中，电子倍增层用的氧化物材料二次电子发射系数普遍不高，以及如何更好的将电子倍增层材料(尤其是金刚石类材料)结合在微通道板的大深宽比孔微孔中等问题。

摘要： 本发明涉及化工制药反应设备技术领域，具体涉及一种微通道结构、具有其的微通道反应组件和微通道反应器。微通道结构，包括：多个第一反应通道，沿第一方向线性间隔设置，第一反应通道上设有至少两个第一进口和一个第一出口；多个第二反应通道，沿第一方向线性间隔设置，第二反应通道上设有至少两个第二出口和一个第二进口，第二反应通道与第一反应通道层叠交错设置，第二进口与第二反应通道的主体连接处设有过渡通道，沿流体的流动方向，过渡通道的截面面积小于第二进口的截面面积。进入反应通道中的反应介质不断合流后分流，分流后再合流，伴随着上下翻涌以及利用反应介质流速的瞬间增大，能够有效提高反应介质在微通道内的混合效果。

摘要： 本发明提供了一种微通道扁管生产方法，包括步骤：1)选取单块板，单块板表面喷涂有助焊剂；2)对称折叠单块板形成双排扁管，双排扁管包括：两个单排扁管和连接两个单排扁管的连接桥，单排扁管由复数个微通道隔板分隔为若干微通道；3)在连接桥的两端切割安装让位缺口；4)微通道隔板与单排扁管内壁由助焊剂高温焊接结合，获得微通道扁管。上述微通道扁管生产方法，对称折叠单块板形成双排扁管，在双排扁管的连接桥设置安装让位缺口，从而获得微通道扁管，由于单块板的性能较稳定且在折叠后表面材质一致性较强，质量较稳定，有效提高了微通道扁管的品质，提高了微通道扁管的使用寿命。本发明还提供了一种微通道扁管、微通道换热器。

摘要： 本发明提供一种微通道芯片的制造方法、微通道芯片成型模具和微通道芯片。该模具(100)具有：能够收容熔融树脂的腔体、在形成有该腔体的成型转印面(101)上以从成型转印面(101)向腔体侧突出的方式设置的微结构(102)、比所述微结构(102)更高地向成型转印面的所述腔体侧突出的抑制收缩用凸部(103)。将熔融树脂注入模具(100)，从由树脂固化而形成的树脂基板(001)按照微结构(102)、抑制收缩用凸部(103)的顺序使模具(100)的成型转印面相对脱离。

摘要： 本发明提供一种在微通道板通道阵列制备复合金属膜层过程中减少开口面积比损失量的工艺以及微通道板，包括以下步骤：提供密集排列的圆形微孔阵列的基底；在真空环境下，在所述圆形微孔阵列的圆形微孔输入面和一定深度的内壁采用两种材料先后蒸镀的方式进行叠加，形成顺序层叠结构ABA，其中A层为镍铬合金层，B层为金属银或者铜层。本发明通过在微通道板输入面及一定深度内壁蒸镀复合金属膜层，既满足面电阻技术指标要求，同时避免传统厚度太厚、开口面积比损失较大的问题。

摘要： 本实用新型涉及化工制药反应设备技术领域，具体涉及一种微通道结构、具有其的微通道反应组件和微通道反应器。微通道结构，包括：多个第一反应通道，沿第一方向线性间隔设置，第一反应通道上设有至少两个第一进口和一个第一出口；多个第二反应通道，沿第一方向线性间隔设置，第二反应通道上设有至少两个第二出口和一个第二进口，第二反应通道与第一反应通道层叠交错设置，第二进口与第二反应通道的主体连接处设有过渡通道，沿流体的流动方向，过渡通道的截面面积小于第二进口的截面面积。进入反应通道中的反应介质不断合流后分流，分流后再合流，伴随着上下翻涌以及利用反应介质流速的瞬间增大，能够有效提高反应介质在微通道内的混合效果。

摘要： 本实用新型公开了一种微通道管、微创通道穿刺组件及微创手术通道，该微通道管为柔性，其包括通道管体、环状气囊及充气口，通道管体中空形成内通道，环状气囊设于通道管体前端的管壁上，充气口设于通道管体的后端，充气口与环状气囊相通。本实用新型可以合理的利用人体组织间隙进行手术操作，提高手术的安全性，手术更灵活。