多晶硅流化床反应器内气固两相流场与气泡尺寸分布的TFM-KTGF模拟

硅烷流化床法是生产太阳能级多晶硅的重要技术,流化床反应器床层内的气泡大小和分布特性是影响晶体硅纯度和致密度的关键因素。使用TFM-KTGF两相流模型,基于Ansys Fluent软件平台模拟计算了多晶硅流化床内气固两相流场。在200倍粒径的网格尺寸条件下,对直径0.5 m的圆柱形流化床多晶硅反应器内等温流场进行了模拟,借助Matlab图像处理工具对气含率进行后处理,得到多晶硅流化床内气泡尺寸分布。比较了经典的Gidaspow曳力模型和文献报道的亚网格修正曳力模型(SGS)对气泡尺寸分布的影响。结果表明:由SGS模型得到的平均气泡尺寸沿床高变化规律与Mori-Wen经验公式较吻合,最大偏差是12.6%,小于Gidaspow模型的21.4%;使用不同的曳力模型对气泡分布特性有较大影响。这些结果为进一步开展多晶硅反应器的热态模拟研究提供了基础。     

环隙气升式反应器的开发 Ⅰ.流体力学研究和体积传质系数的关联

在400mm直径的环隙气升式反应器内,用空气-水系统测定了平均气含率和体积传质系数,考察了分布器和导流筒结构的影响,并求得了体积传质系数的经验关联式。实验表明,在相同气速下,环隙气升式反应器的平均气含率和体积传质系数均稍小于鼓泡反应器的值。但由于环隙气升式反应器具有较高的液体循环速度,混和效果好,更具开发价值。     

气升式环流反应器内气液两相流动计算流体力学的模拟

采用欧拉-欧拉两流体模型模拟了气升式环流反应器内部气液两相流动过程,考察了液相速度和气含率随表观气速的变化,液相速度和气含率模拟值的关系与两种经验关系式的计算值进行了比较,两者取得了很好的一致,证明了模型的正确性。在此基础上,使用计算流体力学模拟的方法考查了反应器内的导流筒直径和导流筒高度对反应器内两相流动的影响,导流筒直径增大,液相循环量增大,上升段气含率增大;导流筒位置升高,液相循环速度和循环量均增大,上升段气含率减小。所获得的结果对气升式反应器的设计优化具有指导意义。     

微米光治疗宫颈糜烂的临床研究

微米光是一种新型光源，它含有各种微量光化学元素，具有强度高，方向性好，穿透力强特点，是现今普通光源所不及的。它可以通过微米光介入术短期内根治经久不愈的各类型前列腺疾病，还可以通过微米光术一次性治愈各种皮肤性赘生物以及各类型宫颈糜烂及合并症。在临床上可用0．60～3．60μm波段的红外和可见光热效应光谱辐照人体表面或腔体表面进行治疗。     

三相下喷式环流反应器的气含率和传质性能

在三相非牛顿型流体体系中，对下喷式环流反应器的气含率和传质特性进行了实验研究。讨论了气速、液速、导流筒直径与反应器直径比、固体装填量、羧甲基纤维素钠溶液浓度及其流变特性对它们的影响。实验结果表明，气含率和传质系数随气速的增加而增加，而液速对其影响较小。在实验条件下，发现最优的导流筒直径与反应器直径比在０．４￣０．５这一范围，最优的固体装填量约为ψ＝０．０３，同时提出了气含率和容积传质系数的经验关联     

鼓泡床中分布器对气泡行为影响的电容层析成像分析

采用英国Process Tomography有限公司研制的12电极双面电容层析成像（ECT）系统,研究了不同的分布器结构对鼓泡床气泡行为的影响。结果表明：在相同的表观气速下,随着分布器开孔数目的增多,气含率相应增加;随着表观气速的增加,气含率逐渐上升;当分布器具有泡罩结构时,对应的气含率较高。借助Plot3d考察了气泡上升过程中的准三维结构,发现气泡(群)的上升过程近似一种螺旋运动。     

光动力学治疗肿瘤的疗效调控

光动力学治疗（photodynamic therapy，PDT）是一种新颖的治癌方法，与其他肿瘤疗法相比，PDT具有独特的优势。其包含了3个可变参数：光敏剂、光源以及组织中分子态氧，三者缺一不可。PDT时，光敏剂能在肿瘤细胞内选择性聚积；将合适波长的激光照射肿瘤后，光敏剂激发并发生光化学反应，产生一系列活性物质来不可逆地杀伤肿瘤细胞。随着临床PDT的不断应用，有学者发现其短期内疗效比较确切，但仍有可能出现肿瘤复发；由于光敏剂在组织内分布不均匀、激光穿透力有限等因素影响，PDT对深部及较大体积的实体瘤疗效不佳。因此需要积极寻找PDT增效的其他途径。     

固定床鼓泡反应器的流型与压降的瞬态表征

采用高采集频率的差压传感器及A/D转换器,对固定床鼓泡反应器的瞬时压降数据进行了采集,建立了反应器内的流型识别方 法,并通过电容层析成像仪（ECT）对不同流型的气含率的瞬态特征进行了研究。结果表明：不同流型内压降信号的波形、概率密度 分布及功率谱密度分布特点差异显著,瞬态气含率亦存在不同特点;随着气液相流速的增加,床层压降梯度逐渐上升;根据实验数 据修正的Larachi关联式及Khan和Varma关联式可较好地预测中等塔径（D=280 mm）的固定床鼓泡反应器的摩擦压降,均方根偏差分 别为18.0%与14.5%。     

UVC波段光源设备的发展现状及医用前景分析

近年来杀菌消毒装置的需求激增,紫外光杀菌作为医疗卫生系统最常用的一种杀菌消毒方式已较为普及,不同发射紫外光光源装置的研发、光学材料和器件也获得了极大的关注。本文调研了临床用紫外光装备,最终聚焦于发射C波段紫外线（Ultraviolet C,UVC）光的不同光源发生设备的发展现状及其光生物效应研究的相关进展,对汞蒸气紫外灯、UVCLED紫外灯、准分子紫外灯、微波等离子体紫外灯以及激光紫外发射器5种可发射UVC光的光源发生设备的构造、发光原理、优缺点、可发射波长、光生物效应进行了汇总并对其潜在医用前景进行分析。     

双层桨结构自吸式反应器的气含率

根据单层桨自吸式反应器吸入的气体主要集中在反应器上部的缺陷,采用了4种桨型作为下层搅拌桨,并研究了下层桨桨径、桨间距和导流筒的影响。测定了釜内总气含率与釜下半部的气含率,发现下层桨不仅决定气含率在釜下部的分布情况,而且对自吸式桨的气体吸入量也有很大影响,与理论推导的结果完全吻合。找到了合适的搅拌浆组合形式,该组合符合流体力学理论,在工业装置上的应用取得成功。     

固阀塔板上密集鼓泡区气泡的运动行为特征

利用双头电导探针测定了固阀塔板上密集鼓泡区气泡的运动速度,考察了密集鼓泡区不同轴向高度的气泡速度分布规律及其分形特征,分析了塔板上密集鼓泡区的气泡运动行为。研究结果表明:不同轴向高度处气泡速度沿同方向的分布具有相似性,近塔中心区域气泡速度变化平缓,呈弱双峰分布;塔板上气泡速度分布具有分形特征,分形维数为1.04~1.25,且随轴向高度的增加均先减小后增大;深层鼓泡区内气泡速度分布的分形维数可以较好地表征气泡运动的湍动强度,两者之间存在线性关系,气泡流湍动强度及分形维数与泡沫层高度间存在指数函数关系。     

生物反应器中杂交瘤细胞的物理破损

结合高速搅拌转瓶试验和鼓泡柱试验，考察了生物的反应器中流体主体湍流切和气地杂交瘤细胞的破损作用。实验发现在没有气泡的情况下，只有当Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流涡旋尺度五细胞大小相当或小于细胞时，生物反应器中流体主体湍流剪切才能导致细胞破损。     

氦-氖激光照射人皮肤组织的散射光能量场分布的研究

本实验研究了６３２．８ｎｍ的Ｈｅ－Ｎｅ激光照射来自不同部位的人体皮肤组织的散射光能量场的空间分布情况,并对人皮肤组织的漫反射光能量场的分布情况作了定量研究和对照分析。其结果对激光应用于光疗等弱激光的临床应用提供了有益的参考数据。     

离体细胞气泡损伤模型的建立及评估

目的 建立离体细胞气泡损伤模型，用于潜水减压病等气泡损伤相关疾病的发病机制研究。方法 研制离体细胞气泡损伤装置，以原代培养大鼠肺微血管内皮细胞（pulmonary microvascular endothelial cells，PMVEC）为研究对象，通过检测细胞活力变化和凋亡细胞染色，观察细胞损伤与气泡直径和气泡触碰时间之间的量效关系，最终建立稳定的离体细胞气泡损伤模型。结果 离体细胞气泡触碰装置包括气泡生成注射器、细胞培养皿和打孔装置，通过改变气泡生成注射器末端直径大小可以获得不同直径大小的气泡。0.5 mm直径气泡触碰1、2、3、4 h 均未对PMVEC细胞产生明显损伤（P均>0.05），1.0、1.5和2.0 mm直径气泡触碰1、2、3、4 h虽然对PMVEC造成损伤（P均＜0.01），但是只有2.0 mm直径气泡触碰时间>3 h时PMVEC细胞损伤率才较大，触碰3h时细胞存活率为（84.27±1.35）%。结论 本研究建立了稳定的细胞气泡触碰损伤模型，可用于减压病等气泡损伤相关疾病的研究。就PMVEC细胞而言，直径为2 mm气泡触碰损伤3 h可作为最适的气泡损伤条件。     

红外光谱结合化学计量学快速鉴别不同环境发汗丹参

目的 采用红外光谱法测定空旷阴凉、空旷光照及室内环境下堆积发汗丹参中水提物及醇提物特征，快速鉴别其质量。方法 采用傅里叶红外光谱技术结合化学计量学建立主成分分析-马氏距离（principal component analysis-Mahalanobis distance，PCA-MD）判别模型鉴别分析不同环境下发汗丹参的水提物和醇提物。结果 丹参的红外光谱图中主要特征吸收峰在3 305、2 929、1 601、1 520、1 362、1 260、1 171、1 041、869 cm-附近；不同环境发汗丹参的水提物和醇提物吸收峰基本相似，但部分特征吸收峰存在数目、位置和吸收强度的差异，表明丹参经不同环境发汗后化学成分和含量发生了改变。在1 520、1 262 cm-1附近发汗后吸收峰强度增加，推测发汗后水提物中酚酸类含量增加，且3号堆（室内环境）强度明显高于其他炮制品，2号堆次之；发汗醇提物在1 740~1 650 cm-1处吸收峰增强，提示发汗后酮类含量升高，且2号堆（空旷光照）强度最高，3号堆次之；在发汗过程中1 041 cm-1附近吸收峰强度降低，可能发生糖苷的水解和糖类的代谢。PCA-MD判别分析显示，不同环境发汗丹参可完全区分，推测丹参经发汗后化学成分发生不同程度的改变。结论 红外光谱结合PCA-MD判别分析可用于不同发汗环境下丹参的准确、快速鉴别及质量评价，为丹参产地不同发汗品的质量评价提供参考。     

气液两相单孔鼓泡过程的小波分析

运用小波能谱分析中的能量最大准则，对双头电导探针前针在单孔鼓泡口测得的时间序列进行了分析，并用最大尺度强度考察了液体性质和鼓泡口直径对鼓泡过程的影响。结果表明：单孔鼓泡过程，随着雷诺数的增加分为低频鼓泡、过渡鼓泡和高频鼓泡3个过程；最大尺度强度随雷诺数增加不是严格意义上的单调递减，在雷诺数约为1600左右时出现了一极值点；液体粘度增加会使最大尺度强度相应增加而鼓泡口直径主要影响高雷诺数下的最大尺度强度。     

静止液体中单泡罩的鼓泡特性

为了研究泡罩在静止液体中的鼓泡特性,用双头电导探针测试了不同气量下不同轴向位置处的相界面参数——局部含气率、界面浓度、气泡平均尺寸,得出了它们沿径向的分布规律：在轴向高度略高于泡罩高度处,局部含气率呈中间峰值分布形态,在径向r／R=0．42处出现了局部含气率峰值,随着轴向高度的增加,局部含气率峰值逐渐向塔中心区域移动;同气量下界面浓度沿轴向的变化规律与局部含气率相似;气泡平均尺寸在同气量下随高度的增加,有减小的趋势。     

超声气泡检测在潜水减压研究中的应用

即使没有违背减压方案,潜水减压结束后潜水员体内也会产生气泡,发生静脉气体栓塞.由于气泡数量少或这些气泡尚未造成明显的减压病症状和体征,大部分情况下潜水员并未感觉存在静脉气体栓塞.然而,减压后体内气泡的数量、部位、持续时间等与潜水后减压病的发生风险有关,越来越多的研究通过检测潜水减压后体内气泡的相关参数来评估减压应激程度和减压病的发生风险.本文就超声气泡检测方法在潜水减压研究中的应用进行综述.