マイクロチャネル内部の相変化現象を利用した生体伝熱制御に関する研究

利用微通道内相变现象进行生物传热控制的研究

基本信息

批准号：
08J07374
负责人：
岡島淳之介
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は本研究の目的である極細クライオプローブを用いた微小凍結手術の実現のために1.極細クライオプローブの性能予測と設計手法の検討,2.実用化に向けた冷媒循環システムの開発と評価を行った.また,極細クライオプローブ内の相変化伝熱の基礎的知見を得るため,マイクロチャネル内の相変化伝熱の基礎理論の構築も行った.1.極細クライオプローブの性能予測と設計手法の検討本研究で考案された極細クライオプローブ内の冷媒の状態変化の計算プログラムを利用し,クライオプローブを構成する管の径および長さと冷媒の状態量の関係を導き,冷却性能の最適化を行った.また,3種類のクライオプローブを製作し,計算プログラムの妥当性を評価し,断熱状態でのクライオプローブ温度を予測できることを示した.2.実用化に向けた冷媒循環システムの開発と評価冷媒に利用した代替フロンの排出を抑えるため,冷媒を繰り返し利用できるシステムを構築し,極細クライオプローブへ応用した.このシステムの特徴は,ポンプなどの動力を利用することなく,液体窒素で冷却したタンクを凝縮器として用いた.また,凍結領域を制御するためのバルブの操作方法を新たに考案した.3.マイクロチャネル内の相変化伝熱の基礎理論の構築エネルギー保存則に基づき,マイクロチャネル内での気泡の膨張過程を理論的に計算した.その際に核沸騰開始条件との比較を行うことにより,核沸騰限界熱流束以上の熱流束下でも蒸発伝熱による冷却が可能なマイクロチャネル径が存在することを示した.

今年，为了使用Ultrafine Croprobes实现微冻手术，这项研究的目的是1。我们研究了超铁冻剂的性能预测和设计方法，以及2。用于实际使用的制冷剂循环系统的开发和评估。另外，为了获得超铁冻探针中相变热传热的基本知识，我们还构建了微通道内相变热传热的基本理论。1。使用计算计划的计算程序，用于研究本研究中设计的超铁液化剂的状态变化的计算程序，我们得出了构成冷冻剂的直径和长度之间的关系，并得出了构成冷冻剂的直径与长度之间的关系，并优化了冷却性能。我们还制造了三种类型的冷冻探针，评估了计算程序的有效性以及在绝热状态下的冷冻探针的温度。合に行はいます。英语：可以预测它。2。开发用于实际使用和评估的制冷剂循环系统，以抑制用作制冷剂的替代碳碳碳的发射，可以反复使用制冷剂的系统构建并应用于超细冰冻蛋白酶。该系统的特征是，用液氮冷却的水箱被用作冷凝器，而无需使用泵之类的功率。此外，设计了一种操作阀门来控制冰点区域的新方法3。基于微通道中相变热的基本理论，理论上计算了微通道内气泡的扩展过程。通过比较成核沸腾的开始中的条件，表明存在微通道直径，即使在成核沸腾的极限热通量下，也可以通过蒸发传热来冷却。