移动式低温治疗仪研究

论文摘要

低温外科是不加任何抗冻剂、利用低温手术器械，使病灶细胞和组织达到低温损伤以致坏死的一门临床科学，它是肿瘤治疗方面近年来涌现出的一种相当有效的新的物理疗法。它可代替手术切除、不用缝合，且具有麻醉镇痛、无菌、止血和减少出血、反应轻、安全性高、无负作用、康复时间短以及能防止肿瘤扩散等优点。因此，发展至今，低温外科，已被认为是治疗抗药性很强的大块肿瘤的重要方法。目前，低温治疗仪广泛应用液氮和氩、二氧化碳、一氧化氮的膨胀获得冷量。但是液氮和高压的运输，保存等环节上会给低温手术带来一定的不便，尤其是在一些偏远地区，很难得到它们；与之相比，压缩制冷低温治疗仪的有电源就能连续制冷、运行，但是现在的压缩制冷低温治疗仪利用两级或多级复叠式制冷，使用多个压缩机，系统复杂、笨重，移动困难。自复叠循环制冷系统采用单台压缩机，利用非共沸混合制冷剂作为工质，可获得-100℃左右较大的制冷温区，系统结构简单，利用它作为低温治疗仪的冷源，可应用于大多数场合，包括在偏远地区开展低温治疗。本文提出了将自动复叠制冷系统作为冷源的思路，设计并搭建了自动复叠制冷低温治疗仪实验装置。该装置使用R50、R23、R600a的混合物作工质。通过优化实验研究，使探头最低温度达到-110℃，并在-80℃获得15W左右制冷量。研究结果表明，自复叠制冷系统用于低温治疗仪具有非常好的前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 低温治疗的发展历史
• 1.2 低温治疗器械
• 1.2.1 利用相变制冷的低温治疗器械
• 1.2.2 气体节流型低温治疗仪
• 1.2.3 热电制冷低温治疗仪
• 1.2.4 脉冲管低温治疗仪
• 1.3 低温治疗的研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 1.4.1 自动复叠制冷低温治疗仪设计
• 1.4.2 低温治疗仪性能实验研究
• 第二章 理论基础
• 2.1 低温治疗机理
• 2.1.1 影响低温治疗的因素
• 2.2 自动复叠制冷循环
• 2.2.1 传统外复叠制冷循环
• 2.2.2 自动复叠制冷循环
• 2.3 非共沸混合制冷剂
• 2.4 溶液基本定律
• 2.4.1 理想溶液及拉乌尔定律
• 2.4.2 康诺瓦罗夫定律
• 2.5 气液相平衡
• 2.5.1 逸度和活度
• 2.5.2 气液平衡体系的分类
• 2.5.3 气液相平衡表示方法
• 2.5.4 气液相平衡的计算
• 第三章 系统设计
• 3.1 系统热力计算
• 3.1.1 循环流程
• 3.1.2 假设条件
• 3.1.3 确定状态点
• 3.1.4 循环性能参数
• 3.2 部件选型及设计
• 3.2.1 压缩机的选型
• 3.2.2 冷凝器的设计
• 3.2.3 精馏柱的设计
• 3.2.4 换热器的设计
• 3.2.5 低温探头的选型
• 第四章 实验研究
• 4.1 实验装置流程
• 4.2 实验装置部件
• 4.2.1 压缩机
• 4.2.2 冷凝器
• 4.2.3 精馏柱
• 4.2.4 换热器
• 4.2.5 节流阀
• 4.2.6 低温探头
• 4.3 实验装置测量系统
• 4.3.1 温度测量
• 4.3.2 功率测量
• 4.3.3 制冷量测量
• 4.3.4 成分测量
• 4.4 实验准备
• 4.4.1 部件安装
• 4.4.2 检漏
• 4.4.3 保温
• 4.4.4 抽真空
• 4.4.5 充液
• 4.5 实验结果及分析
• 4.5.1 初步实验
• 4.5.2 改进实验
• 第五章 总结与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 存在的问题及展望
• 参考文献
• 致谢