DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 结果 3.1. 护士职业防护文献计量学分析 3.1.1. 发文量 本研究检索得到5617篇文章，经去重和筛选后得到4671篇，时间跨度为1994年~2020年。对4671篇该领域文献的发表年份进行统计分析(见图1)可知，我国针对护士职业防护领域的研究始于上世纪90年代，1994年~2002年，研究成果较为零散，该时期护士职业防护研究处于萌芽时期，为我国护士职业防护研究奠定了基础。2003年研究开始逐渐增多，护士职业防护逐渐成为护理研究重点，到2011年达到顶峰，文献量高达498篇，此后稍有下降。目前，尽管近几年的热度略有减弱，但我国在护士职业防护领域经过不断地发展积累己经进入了相对稳定的发展阶段。 图1. 护士职业防护文献发文量趋势图 3.1.2. 护士职业防护研究的关键词共现分析 为了解护士职业防护研究热点的变化，在CiteSpace软件界面中，时间区间选择1994年~2020年，数据的切分年代选择1，分析的节点类型选择“key word”，频次阈值设置为top 50，即选择每年频次排名前50的关键词绘制共现图谱(见图2)得到334个节点，1225条连线。节点大小代表关键词频次的高低，节点越大，关键词出现的频次越高。节点连线代表文献中间的关联度，线条越粗表示关联度越强。如图2，临床护士、职业危害和职业防护的节点最大。根据Top20高频关键词频次统计表(见表1)可知：国内护士职业防护领域中最关注的研究对象是手术室护士，最常见的职业防护是针刺伤的防护。 图2. 国内护士职业防护研究高频关键词共现图谱 Table 1 Top20 high-frequency keyword frequency tabl 序号 关键词 频次 序号 关键词 频次 1 护士 1065 11 手术室 329 2 职业暴露 852 12 防护对策 321 3 职业防护 796 13 危险因素 257 4 职业危害 772 14 锐器伤 244 5 防护 635 15 职业危险因素 179 6 护理人员 614 16 对策 166 7 手术室护士 369 17 护理 165 8 防护措施 365 18 职业安全 155 9 针刺伤 354 19 职业损伤 147 10 手术室 329 20 化疗药物 130 表1. Top20高频关键词频次统计表 3.2. 护士职业防护研究的关键词聚类分析 运用CiteSpace软件中的聚类功能对护士职业防护研究的高频关键词进行聚类分析，得到关键词聚类图谱(见图3)，形成有意义的10个聚类：职业危害、职业损伤、针刺伤、锐器伤、职业危害因素、护理管理、供应室、职业暴露、手术室护士和防护对策。在护士职业防护研究领域，分为三大热点主题职业危害、职业防护对象和职业防护措施。职业危害主要聚焦于锐器伤、针刺伤以及化疗药物等方面，职业防护对象主要是针对手术室护士和肿瘤科护士。 图3. 国内护士职业防护研究高频关键词聚类图谱 3.3. 护士职业防护研究的关键词突现分析 我国护士职业防护研究前沿随着时间变化处于动态发展中，在各个阶段研究侧重不同。对我国护士职业防护研究领域top25突现词统计(见图4)，发现2000年~2011年，我国护士职业防护对象主要涉及手术室、急诊、肿瘤科以及供应室的护理人员，主要研究内容包括锐器伤、麻醉废弃、抗肿瘤药物的防护。2012年以后，供应室护士依然是主要防护对象之一，随着护理事业的不断发展，静脉药物配置中心逐步兴建，静脉药物配置中心的工作人员成为新的需要关注的职业防护对象，同时产房助产士的防护也逐步受到关注，主要研究内容更注重于从科室层面与护理管理角度来加强护士职业防护，应用护理管理、品管圈活动成为近年新的研究热点。
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user: 4. 讨论 4.1. 我国护士职业防护方面有待进一步加强 职业防护是伴随着职业危害产生的，在护士职业防护研究发展初期，我国护士职业防护领域的文献零散分布，随着职业暴露给护士带来的不良影响越来越大，有关护士职业防护的研究也越来越多。2004年卫生部颁布了《医务人员艾滋病病毒职业暴露防护工作指导原则(试行)》 [ 8 ]，2008国务院在《护士条例》 [ 9 ] 这一文件中进一步完善了护士职业安全保护对策，以法律的形式来规范护士的职业防护问题，2009年卫生部颁布了《血源性病原体职业接触防护导则》 [ 10 ]，旨在指导医务人员科学预防，及早干预，保证医务 图4. 国内护士职业防护研究高频关键词突现信息分析图 人员职业安全。进而促使这段时期我国护士职业防护研究领域的文章骤增，至2011年，发文量最高达到498篇，使得我国护士职业防护有了一定程度的发展，护士职业防护水平较之前有所增强。尤其在锐器伤防护方面有较大提高。王焕强 [ 11 ] 等研究发现2001年~2006年涉及全国23个城市229家医院调查护士19，171名中81.37%的护士过去1年中至少发生过1次锐器刺伤。国内近年的调查资料显示，51.8%~70%的护士在过去1年中至少发生过1次锐器伤 [ 12 ]。杨冰 [ 13 ] 等对护士锐器伤相关的文献进行统计分析发现，2010~2016年与2005~2009年两时间段比较，医院护士锐器伤率、针刺伤率、污染针刺伤率分别下降了13.68%、15.58%、23.70%。但是，我国的护士职业防护仍有不足之处，存在薄弱环节。吴喜丽等 [ 14 ] 对浙江省23所医疗机构的2714名护理人员进行针刺伤知识现状的调查发现，我国护士针刺伤防护知识较为薄弱，预防针刺伤的相关知识答对率在98%以上，但是对于输血后的溶液袋和输血连接管的处理答对率仅为30.69%。郭金玉 [ 15 ] 等调查研究发现，锐器伤的上报率、防护培训率以及安全型留置针的使用率均在90%以上，但是针刺伤后护士立即采血进行病原体和抗体检查的比例仅占31.3%。陆华秋 [ 16 ] 等对手术室医护人员防护现状的调查发现，手术室医护人员的职业防护认知水平尚可，但标准职业防护知识与技能仍有待提高。黄运燕 [ 17 ] 等调查发现，护理人员化疗职业防护基本到位，但在配药环境的管理和防护用具的配备方面尚需加强，护理人员自身对化疗知识的主动学习和化疗职业防护意识还有待进一步提升。另外，曾佳琪 [ 18 ] 等调查发现职业性腰背痛已成为影响护士日常工作和生活较为严重的问题，但尚未引起医院管理者及护士自身的重视。总之，我国护士职业防护基本到位，但仍有不足之处，未来需要进一步针对薄弱环节探索更多具体的防护策略。 4.2. 我国护士职业防护研究热点和发展变化趋势 4.2.1. 护士职业防护研究研究内容逐渐细化，以针刺伤为主 我国护士职业防护领域主要关注的防护对象由手术室护士、急诊护士、供应室护士和肿瘤科护士扩展到静脉药物配置中心护士和助产士。护士职业防护的研究主要是针对科室护理人员职业防护的整体研究，随着研究的不断增加，职业防护的内容逐渐细化，逐渐转变为对某项内容的针对性研究，如针刺伤、锐器伤、血源性职业暴露、化学消毒剂的防护等。手术室和急诊科护士的防护内容主要是针对锐器伤、针刺伤。而供应室以化学消毒剂防护为主，肿瘤科更加关注化疗药物的防护。针刺伤具有普遍性可发生于各个科室，实习及轮转护士是针刺伤高发人群 [ 19 ]。职业防护内容以针刺伤为主，防护措施包括安全性针具的使用、教育培训、免疫接种以及针刺伤的管理等 [ 20 ] [ 21 ]。 4.2.2. 手术室锐器伤防护的研究较多 手术室作为一个开放性治疗的特殊场所，周围潜伏着生物性、物理性、化学性、运动功能及心理社会性因素造成的职业危害 [ 22 ]。其中锐器伤在手术室职业危害中位居榜首，其中术中配合占47.2% [ 23 ]。张艳 [ 24 ] 等在对60名手术室护士进行调查后发现，在职业损伤中锐器伤的构成比例最高57.6%。近年来，我国外科技术在不断的发展和进步，手术数量也处于不断增长的状态，手术室护理人员自身的职业性危害以及具体防护措施得到了社会各界的广泛关注。加强职业安全教育 [ 25 ]、配备防护用具 [ 26 ]、规范手术操作 [ 27 ] 等是预防手术室锐器伤的重要措施。我国关于手术室锐器伤的防护研究虽然较多，但是，大多集中于现状调查，缺乏有针对性的干预研究，我国手术室护理人员的锐器伤的发生率仍较高，锐器伤防护不足。 4.2.3. 护士职业防护领域护理管理成为新的研究热点 随着医疗技术的发展，新的职业防护内容和措施也在不断出现。在护士职业防护领域，更加著重于从护理管理角度来提升护士的职业防护行为。护理管理成为新的研究热点，并进一步丰富了护士职业防护的研究内容。通过加强管理层和临床一线工作之间的联系，确保管理制度具备可行性、科学性的特点，同时做好管理制度的持续改进，积极学习国内外先进工作经验，全面提升安全防护效果，并制定相关的监管制度，提高护士对制度的执行度，从管理层面确保护士的依从性 [ 28 ] [ 29 ]。包括职业防护知识的培训与考核、改进护理防护设备、科室督查、职业损伤报告制度以及加强护理人员健康监测等 [ 30 ] [ 31 ]。朱婧 [ 32 ] 等研究通过成立职业防护管理小组，定期组织职业防护讨论，制定肝内科血源性职业防护策略，以消除危害因素或降低风险。陈月芬 [ 33 ] 等通过建立由护理部主任、科室护士长为组员的护理专案小组，进行血源性职业暴露防护的专案改善，提高了护理人员血源性职业暴露防护的认知，改善了操作中的防护行为，降低了血源性职业暴露率。此外，我国护士职业防护的范围不断扩大，研究热点从手术室护士、肿瘤科护士、急诊科护士的职业防护等方面，逐步扩展至静脉配置中心护士和助产士的职业防护。护士职业防护意识也不断提升，防护策略也逐渐从个人层面转向护理管理层面来提升护士职业防护能力。我国各医院在条件允许的前提下可引进相关新技术，进一步探索更有效的护士职业防护措施。
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user: 5. 小结 本研究通过对近20多年护士职业防护文献进行分析，并以可视化知识图谱的形式展现我国护士职业防护领域研究的热点。目前，我国护士职业防护领域研究内容主要集中在职业危害和职业防护方面，研究对象主要为手术室护士、肿瘤科护士；研究的热点为针刺伤、锐器伤及化疗药物的防护，应用护理管理方法及品管圈活动来提升护士职业防护水平研究将是护士职业防护领域研究的前沿方向。未来还应关注职业防护的薄弱与不足之处，如腰背痛的防护等等，进一步提升我国护理人员的职业防护水平。
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user: 摘要 目的：分析传统肿瘤标记物预测胃癌新辅助化疗疗效的研究。方法：回顾性分析90例接受新辅助化疗胃癌患者的临床病理资料，记录患者新辅助化疗前后CEA、CA199、CA724的表达水平，并在新辅助化疗和手术结束后根据recist1.1评分标准将患者分为疾病控制组(CR + PR + SD)和疾病进展组(PD)，根据Ryan标准将患者分为病理完全退缩组(pCR)和非病理完全退缩组(Non-pCR)。分别分析CEA、CA199、CA724在新辅助化疗前水平和化疗前后变化量对胃癌新辅助化疗疗效和病理完全缓解率的预测。结果：CEA阳性率与肿瘤的分化程度、淋巴结转移、疾病进展有关。CA724与肿瘤大小、TNM分期等因素相关。3种肿瘤标记物联合检测阳性与淋巴结转移、分化程度密切相关。CEA化疗前高水平对疾病进展可能具有预测作用(AUC = 682， 95%CI: 0.549~0.815， P = 0.010)，最大化该试验的灵敏度(52.2%)和特异性(83.6%)的临界值为17.65 ng/ml。新辅助化疗后3种传统肿瘤标记物的水平较化疗前下降，CA724的降低量可能具有预测疾病控制的作用(AUC = 0.749， 95%CI: 0.550~0.947， P = 0.047)，同时使试验的灵敏度(56.0%)和特异性(85.7%)最大化的最佳截止值降低了64.0%。CA199化疗前水平对非病理完全缓解可能具有预测作用(AUC = 0.740， 95%CI: 0.538~0.942， P = 0.036)，最大化该试验的灵敏度(74.7%)和特异性(85.7%)的临界值为6.89 U/ml。CA724的降低量对病理完全缓解可能具有预测作用(AUC = 0.933， 95%CI: 0.839~1.000， P = 0.043)，同时使试验的灵敏度(100%)和特异性(90.0%)最大化的最佳截止值降低了90.6%。结论：CEA、CA199、CA724可能对胃癌新辅助化疗的疗效和病理反应具有预测作用，对于胃癌的新辅助化疗可能具有指导作用。
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user: 1. 引言 胃癌是我国也是世界上最常见的恶性肿瘤之一，严重危害人类的生存健康。近年来由于胃癌检查手段和治疗手段的提高，胃癌的发病率和死亡率逐步下降，但仍然是全球癌症死亡第四大原因 [ 1 ]，胃癌仍是威胁人类健康的主要恶性肿瘤之一，尤其是晚期胃癌的五年生存率仍然比较低 [ 2 ]，这与胃癌传统肿瘤标记物的灵敏度和特异度是分不开的。CEA、CA199、CA724作为胃癌密切相关的传统肿瘤标记物，不仅对早期胃癌具有诊断价值，而且对检测复发和远处转移、预测患者生存率和术后监测是有用的 [ 3 ]。新辅助化疗有助于降低肿瘤分期，并可能降低总体死亡率 [ 4 ]，越来越多的胃癌患者从中收益。本研究主要对CEA、CA199、CA724传统肿瘤标记物对新辅助化疗疗效及病理反应的关系进行研究，揭露3种传统肿瘤标记物预测胃癌新辅助化疗疗效的作用。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 本研究共纳入2014年1月至2021年1月于青岛大学附属烟台毓璜顶医院就诊的共90例进展期胃癌患者，均接受新辅助化疗和根治性手术，其中男性69例，女性21例；年龄38~78岁，平均年龄63岁。 2.2. 纳入和排除标准 纳入标准：① T3-4aN + M0的进展期胃癌患者；② 所有患者均是首次诊断胃癌，经胃镜及术后病理活检确诊为胃癌；③ 入院前未行任何治疗；④ 既往无其他恶性肿瘤史；⑤ 临床资料完整者。 排除标准：① 早期或晚期胃癌患者；② 合并其他系统恶性肿瘤；③ 既往有其他肿瘤病史；④ 复发后再治疗及非肿瘤因素死亡的患者；⑤ 临床病理资料不全。 2.3. 疗效评估 在新辅助化疗前后，所有患者都要进行传统肿瘤标记物水平检测。腹部的计算机断层扫描或核磁共振图像被用来确定胃恶性肿瘤的侵犯程度。正电子发射断层扫描排除任何远处转移。新辅助化疗及手术结束后，根据recist1.1评分标准，分为疾病控制组(CR + PR + SD)和疾病进展组(PD)，肿瘤化疗后病理反应根据肿瘤回归分级(tumor regression grading)，采用Ryan标准：0：无肿瘤残留(完全退缩)；1：仅见少量或单个癌细胞残留；2：肿瘤退缩但有部分残留；3：表示肿瘤无退缩。根据TRG分级将TRG0分为pCR (病理完全缓解)；TRG1-3分为Non-pCR (非病理完全缓解)。 2.4. 研究方法 收集患者以下资料：① 一般资料：年龄、性别；② 临床病理资料：肿瘤的分化程度(参照日本《胃癌处理规约》第15版规定)、肿瘤直径、Borrmann分型、浸润深度、淋巴结转移、TNM分期、脉管癌栓情况、神经浸润、肿瘤部位等。 在患者入院未行任何治疗前，于清晨空腹状态下抽取患者血液并于2小时之内检测患者外周血中CEA、CA199、CA724的水平，治疗前完善胃镜、超声、多层螺旋CT或磁共振等检查，化疗方案为XELOX或SOX方案，完成2~4周期化疗。在新辅助化疗完成2~4周期后行胃癌根治术并评估患者治疗疗效，并再次检测并记录外周血中CEA、CA199、CA724的水平。 2.5. 统计方法 应用IBMSPSS 25.0统计软件进行统计分析。计数资料的单因素分析采用χ 2 检验或Fisher确切概率法；采用配对样本t检验对配对计量资料进行分析；采用独立样本t检验对计量资料进行分析；构建ROC曲线对3种传统肿瘤标记物的表达水平与化疗疗效和肿瘤病理反应的相关性进行分析。
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user: 4. 讨论 随着现代生活的发展，人类的生活环境与生活方式发生了巨大的改变，不规则饮食、抽烟喝酒、电离辐射和特殊职业暴露等胃癌风险因素导致了胃癌发病率居高不下 [ 5 ]。很多患者在胃癌早期往往症状不明显，大多数就诊时已经处于疾病中晚期。术前进行新辅助化疗可以使肿瘤缩小，降低了肿瘤分期、减少脉管癌栓和神经浸润的阳性率，术后并发症和住院时间也随之减少 [ 6 ]，越来越多的患者在新辅助化疗中所收益。外周血清中的肿瘤标记物癌胚抗原、CA199、CA724是与胃癌密切相关的，不仅具有易获得的特点，而且癌胚抗原、CA19-9和CA72-4的组合是手术或化疗前分期的有效方法，特别是监测手术或化疗前升高的肿瘤标记物可能有助于检测复发或评估反应 [ 3 ]。在新辅助化疗的临床应用中，反应标记非常重要，关于这一方面的研究已经有不少报道表明术前肿瘤标记物水平与预后相关 [ 7 ] [ 8 ]。为了监测新辅助化疗过程中的临床疗效及病理反应，我们注重分析化疗前后传统肿瘤标记物癌胚抗原、CA199、CA724之间的变化。 作为胃癌的传统肿瘤标记物，癌胚抗原、CA199、CA724均具有诊断价值，其在90名患者中的阳性率分别为46.6%、23.3%和35.5%。共有63名患者对一种或多种肿瘤标志物呈阳性(总阳性率：70.0%)。通过卡方检验分析，化疗前癌胚抗原阳性率与肿瘤的分化程度、淋巴结转移、疾病进展有关。CA724与肿瘤大小、TNM分期等因素相关。Jia等人对322名晚期胃癌患者进行分析，发现血清癌胚抗原和CA19-9 的表达水平与肿瘤入侵、淋巴结转移和TNM阶段(所有P < 0.05)密切相关 [ 9 ]。Tong等人通过对290名接受新辅助化疗和D2根治手术的胃癌患者进行回顾性分析，发现化疗前CA199和CA724水平与淋巴结转移和TNM分期有关 [ 8 ]。不同中心研究的结果不尽相同，这可能与地区不同、样本量差异、检测技术不一样有关。 在新辅助化疗和手术结束后，根据recist1.1评分标准将化疗疗效分为疾病控制组和疾病进展组。通过对化疗前3肿瘤标记物的水平与化疗后疾病进展构建ROC曲线，结果分析化疗前癌胚抗原水平与疾病进展密切相关(P = 0.010)，高癌胚抗原水平(+17.65 ng/ml)化疗疗效较差。化疗前CA199 (P = 0.711)、CA724 (P = 0.263)与疾病进展无明确相关。一项对184名接受FOLFOX方案新辅助化疗的胃癌患者进行回顾性分析表明，高术前癌胚抗原水平(+50 ng/ml)可预测新辅助化疗后的临床疾病进展 [ 7 ]。临界值不同可能与化疗方案、样本量差异产生的偏倚有关。同样，传统肿瘤标记物对化疗疗效的预测不仅体现在新辅助化疗的患者，在其他接受化疗的患者身上也体现出传统肿瘤标记物具有化疗疗效的预测作用。在一项评估传统肿瘤标记物监测胃癌姑息化疗疗效的研究中发现，化疗前癌胚抗原和CA199的高水平与疾病进展和不良预后呈正相关 [ 10 ]。化疗前CA724的水平与新辅助化疗疗效的关系暂不清楚，但已有研究表明化疗CA724的高水平可以预测腹膜转移 [ 11 ]。 本研究通过配对样本t检验发现，新辅助化疗前后3种肿瘤标记物的表达水平均有不同程度的下降，其中癌胚抗原、CA199的下降量在疾病控制组和疾病进展组中无明显差异，CA724在两组之间显著不同。一些研究表明，传统肿瘤标记物变化的测量可能有助于监测胃癌患者对化疗的反应，肿瘤减少与患者血清癌胚抗原的减少之间有显著的相关性 [ 12 ] [ 13 ]。本研究分别在3种肿瘤标记物阳性的患者中分析标记物化疗前后变化与疾病控制的关系，结果表明CA724的下降与疾病控制相关，当CA724下降了化疗前水平的64.0%及以上的时候，可使预测疾病控制的灵敏度(56.0%)和特异性(85.7%)达到最大化。一项评估晚期胃癌化疗期间CA724血清水平下降预测化疗疗效的研究表明，CA724血清水平的下降似乎可以预测晚期胃癌化疗的疗效，构建ROC曲线后确定CA724血清水平减少的最佳截止值为20.5% [ 14 ]。 术前化疗后的TRG是胃腺癌患者的一个重要预后因素，它反映了新辅助化疗后切除标本组织形态评价的重要分级标准，主要用于评估肿瘤组织纤维化程度和残留肿瘤细胞比例，而病理反应是生存率较差的一个独立预测因素 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]。pCR是指经过新辅助化疗之后，术后病理未发现原发性肿瘤细胞。已有研究表明，pCR的患者比Non-pCR的患者预后要好 [ 15 ] [ 18 ]，所以本研究对新辅助化疗手术后的病理数据进行了收集，采用TRG分级并分析传统肿瘤标记物能否对新辅助化疗后的肿瘤病理反应进行预测。本研究发现，化疗前CA199的水平能够预测肿瘤的病理反应，化疗前CA199水平越高，肿瘤病理达到完全缓解的几率就越小。一项研究曾对新辅助化疗后胃癌的病理完全缓解构建预测模型，结果发现治疗前临床分期、CA199水平、肿瘤最长径及治疗模式是胃癌新辅助化疗达到完全缓解的影响因素 [ 19 ]。由此可见，CA199可能与患者对新辅助化疗的敏感性有关，因新辅助化疗前监测患者CA199的表达水平，可能预测新辅助化疗的病理反应，从而为患者是否行新辅助化疗及决定化疗方案提供了参考。本研究选取了新辅助化疗前传统肿瘤标记物阳性的患者，观察标记物前后变化与病理反应的关系。结果发现CA724的降低量可能与病理完全缓解有关，但经过筛选新辅助化疗前传统肿瘤标记物阳性的病理完全患者的患者较少，所以新辅助化疗前后传统肿瘤标记物变化量与病理反应的关系有待进一步研究。但已有研究发现CA72-4的下降(+70%)可能预测对新辅助化疗的病理反应 [ 7 ]。因此可以通过观察新辅助化疗前后CA724水平的变化来预测新辅助治疗的病理反应，并决定是否继续化疗或更改治疗方案。
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user: 5. 结论 综上所述，传统肿瘤标记物癌胚抗原、CA199、CA724可能对新辅助化疗的疗效具有预测作用，结合新辅助治疗前和治疗后肿瘤标记物的变化，可能有助于更好地判断新辅助化疗的疗效，从而指导胃癌患者的进一步诊疗。
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user: 利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突。 该实验获得医院伦理委员会批准，获得患者的知情同意并签署知情同意书。
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user: 摘要 洁净室作为一种可以在生产过程中对空气中微粒数量进行限制的空间，被广泛应用于化工及制造行业。本文将双向拉伸聚酯薄膜(简写：BOPET)洁净生产车间作为研究对象，利用计算机流体动力学(CFD)技术模拟了两种常见的洁净室空气流动模式，通过对流线的分析，发现其在BOPET行业中的应用存在一些不足和局限性。因此，本文针对BOPET车间设计并测试了一种新的空气流动组织方案，该设计在实际的BOPET车间得到了成功的应用。随后通过建立一个更加复杂和贴合实际的车间仿真模型，将仿真数据与实测数据进行比较，验证了CFD模拟结果的合理性和准确性。最后采用清洁度测试仪记录颗粒浓度和洁净等级，新设计车间的洁净程度能够满足BOPET工业运行状态下洁净生产的要求。
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user: 1. 引言 洁净室定义为 [ 1 ]，一个包括天花板、地板、天花板和地板之间的室内空间、为室内空间提供超高洁净度空气的供气装置，以及为排出室内空间空气的排气装置的房间。根据ISO14644-1 (2015) [ 2 ] 洁净标准将洁净室定义为控制空气中颗粒物浓度的房间，该房间的构造和使用应尽量减少室内颗粒物的引入，产生和滞留以及其他相关参数，例如温度、湿度和压力根据需要进行控制。常见的洁净室的气流组织形式分为单向流(或称“层流”)洁净室和非单向流(或称“紊流”)洁净室。Cadwell和Pittman [ 3 ] 指出单向流洁净室气流的特征是流线平行，以单一方向流动，并且在断截面上风速一致，有垂直单向洁净室、准垂直单向流、水平单向流洁净室等。与单向流洁净室不同，乱流洁净室室内的气流并不都按单一方向流动。非单向流洁净室中都有涡流存在，不适宜用于高洁净度的洁净室中。 许多人对这两种气流组织进行了大量的研究。Lee [ 4 ] 等人研究了在有限的洁净空间下层流型洁净室与紊流型洁净室之间的流型对比，得出层流型洁净室的换气效率优于紊流型洁净室的结论。然而，Xu [ 5 ] 指出在实际应用中，一些特殊的气流组织形式也会在设计中使用以满足特殊的洁净室需求。此外，Xu [ 6 ] 对气流组织的设计因素和系统运行性能进行了回顾和分析，并讨论了常见的高效再循环空气系统设计的优点。 随着计算流体力学的发展，Chen和Srebric [ 7 ] 已经在使用CFD商业软件作为设计洁净室的辅助手段。许多作者如Lei [ 8 ] 和Wang [ 9 ] 等人都在文章中说明了如何使用CFD方法来设计洁净室系统。 在本文中，我们分析了常规的通风设计方案在BOPET薄膜生产车间中的应用情况，并提出了一种新型的、更高效的通风设计方案。 BOPET薄膜是双向拉伸聚酯薄膜。Zhang [ 10 ] 指出BOPET薄膜强度高、刚性好、透明、光泽度高；无嗅、无味、无色、无毒；有极好的耐磨性、耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性等，本文研究的是光学类BOPET薄膜生产车间的通风设计方案。 在BOPET生产行业，三大因素决定了BOPET膜的质量：设施、原材料、车间环境。Yang [ 11 ] 等人描述了BOPET膜的生产过程。因此可以发现对生产环境的要求主要体现在生产过程中，需要保持相对恒定的温度，防止薄膜表面被过多的空气颗粒污染，保证表面的清洁。污染物在表面的聚集会导致产品质量的下降(例如降低薄膜的粘滞性能)，所以产品工艺需要在洁净室进行。 BOPET薄膜洁净生产车间有两个主要特点：设备占用了车间很大的空间，会对气流产生很大的影响；膜的两面都需要清洁的空气保护。针对上述因素，普通洁净室气流组织形式无法满足要求，需要提出一种更合理、更有效的设计方案。在本研究中，以CFD仿真技术为工具，将新型气流组织与传统组织进行对比，在新设计的基础上，建立更为复杂的车间模型并进行仿真测试。在本研究的最后，对采用新气流模式的新型BOPET生产车间的一些参数进行了测量，并与仿真结果进行了对比，以确定本研究的合理性和有效性。
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user: 3. 新方案的实际应用及仿真模拟 BOPET膜的生产过程非常复杂，本研究以牵引和滚动车间作为研究对象，如图19所示，并采用新的气流模式。 3.1. 模型 此模型是在设计草绘和实际设施的基础上建立的，它包括薄膜生产过程的两部分：牵引和滚动。为了简化，在这个模型中只构建了主设备，如图20所示。 图19. (a) 车间正面剖视图；(b) 屋顶平面图；(c) 地面平面图 图20. 生产车间几何模型 两个旋转盘为传输设备，均由一个半径1.49 m，高0.1 m和一个半径0.65 m，高0.3 m的圆柱体组合形成，其发热量为300 W/m 2 。薄膜长15 m，宽5.8 m，温度305 K。膜通过一侧的圆盘传送进入滚动系统，简化为与膜表面相切的圆柱体轧制锟筒，前两个半径0.36 m，最后一个半径0.4 m，长度均为7 m。同时设置高度为2.3 m的绝热的工作台覆盖锟筒和薄膜。通风系统与之前的模型相同。送风温度为291 K，回风温度为297 K。轧制锟筒的热通量均假定为150 W/m 2 ，温度依次为300 K、295 K和295 K。墙的边界条件为绝热。流体由于车间主体设备的影响，在该区域可以视为非单向流(紊流)洁净室，生产过程认为是稳态传热过程。经网格独立性考核，统计得节点数和单元数分别是674，349和562，992。 3.2. 模拟验证及误差分析 为了验证所提出的CFD模型得到的结果是准确的，接下来实验对模拟数据进行了实测验证。这是通过将CFD结果划分到与用于测量的区域相同的区域来实现的，在实际车间工作状态下，测量了1.35米高平面的温度和速度。 根据《洁净室施工及验收规范》 [ 17 ]，实际风速应大于设计风速(小于120%)，因此仿真速度数据增加了20%。 将上述Fluent结果导入CFD-post中并绘制流场和温度场，流线反映了空气流动情况和风速。模型中的任何平面都可以通过显示平面的云图来获得其速度或温度场。所有计算结果均来自Fluent计算，并与图21中运行工况下车间实际测量结果进行对比，对比结果如图22和图23所示，验证该假设的合理性。 图21. 运行工况下车间实际测量结果(Y = 1.35) 图22. 模拟数据与实测数据对比(温度点1~14) 图23. 模拟数据与实测数据对比(速度点1~14) 一般而言，如比较所示，在CFD模型中得到的模拟结果与测量结果趋势较为吻合且误差不超过25%，因此可以认定仿真结果满足实际要求。此外，模拟数据与实测数据之间的偏差主要由以下原因造成： 1) 通风系统实际风量不是恒定的，而是动态的。 2) 操作者和工人可能会给流场带来一些干扰，特别是在速度较低的位置。 3) 本模型只计算主设备。在流场的求解器中设置的设备的大小是一个假设，而不是实际情况。 4) 本研究不考虑车间的出入口。 5) 测量过程和工具可能存在不可避免的误差。 3.3. 速度和温度场 在前一节中，该仿真的合理性得到了验证。因此，可以认为模拟流场和温度场与车间实际情况接近。我们选取了一些具有代表性的平面，如图24和图25所示，来表示它们的速度或温度场，进行讨论。 在流场图24中，箭头表示气流的方向，颜色反映了风速。流动的空气几乎到达了车间的每个角落，保持室内空气洁净。从整体来看，各平面的气流在车间内均匀分布(除出口附近区域外)，无较大且明显的气流漩涡，流场更加稳定，不易干扰。 图24. 速度场 图25. 温度场 从图24(b)和图24(c)的流场来看，室内薄膜边缘及上下表面气流流速较大且气流较集中，能够更好地起到对薄膜表面进行除尘洁净的效果。相较于“上送下回”和“上送侧回”的送风方案，该方案薄膜下方不容易产生“卡门涡街”，且在薄膜下表面也会产生大量的流线，因此可以避免污染物在下表面聚集，进而可以满足BOPET薄膜两面都需要洁净的要求。此外，洁净室两侧共十个回风口分散了出口流线，促使气流中携带的污染物分散排出，可避免部分回风口附近出现污染物聚集堆积的现象。 在温度云图25中，不同的颜色代表不同的温度。由于生产设备的发热量，设备附近的空气被加热并达到较高温度。但操作人员的工作区域温度控制在21℃~24℃范围内，对室内工作人员来说是舒适的。 从温度场图像可知，较高温度主要集中在两个圆柱体轧制锟筒表面、薄膜上表面大部分区域以及薄膜下表面小部分区域。在洁净室温度场俯视图25(a)中薄膜两侧以及温度场正视图25(b)中薄膜上下面的温度分布可以看出还存在其他几处温度较为集中的小区域。这可能是由送风口气流冲击薄膜产生的漩涡导致热量的堆积造成的。但是总体而言，薄膜附近环境所处温度较为均匀，可以满足BOPET薄膜生产过程需要相对恒定的温度的条件。“上下送风，左右回风”的新型送风方案在一定程度上保证了薄膜所需的恒定温度环境，避免产生局部高温或局部低温的不利现象。 3.4. 洁净效果测试 为了检验BOPET车间新气流模式的效果，必须对洁净室的洁净等级进行测试。 根据ISO14644-1 [ 2 ]，等级是指每单位体积内某些微米大小颗粒的最大允许数量。ISO14644分类可由公式计算， C n = 10 N ( 0.1 / D ) 2.08 . (11) 其中， C n 为每立方米允许的最大粒子数，等于或大于特定的粒子尺寸；N为ISO等级编号；D为颗粒尺寸(微米)。 在本研究中，按照GB/T16292-2010标准 [ 18 ] 使用清洁度测试仪记录颗粒浓度和等级。试验流量为2.83 L/min。 在运行状态下，设备每15分钟会进行一次排烟，这可能会增加车间的颗粒浓度。 如图26所示，在运行状态下，正常状态洁净等级为1000级(等于ISO 6级)，排烟后为10，000级(等于ISO 7级)到100，000级(等于ISO 8级)。因此，新设计可以满足BOPET行业洁净室的要求。 图26. 车间颗粒浓度变化(≥0.5 μm)
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user: 4. 结论 BOPET薄膜生产洁净车间的气流组织形式对该薄膜生产环境有着巨大影响。CFD仿真结果表明，新型通风方案结合了传统气流模式的优点，气流占据了整个房间，流线非常规则，同时提供了最大的有效洁净区，能在生产中保证薄膜上下两面的洁净程度。 这种新方案已经在BOPET薄膜生产车间设计中得到了应用。为了进一步的验证，我们建立了一个更加贴合实际的、工作状态下的生产车间简化模型，通过模拟结果与实测数据的对比，考虑到误差的存在，CFD仿真模拟结果依然对车间气流分布、速度场、温度场预测有较高的准确性与可靠性。最后使用洁净度测试仪对车间运行状态下的洁净度进行测试，正常状态下车间的洁净等级稳定在1000级(ISO6级)，排烟状态下处于10，000级(ISO7级)至100，000级(ISO8级)，能够满足BOPET薄膜生产的洁净度要求。
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user: 摘要 目的：观察在脑梗塞恢复期患者中应用中医康复护理，护理效果以及对ADL评分的影响。方法：双盲法分组，对照组行常规护理，观察组行中医康复护理。结果：1) 观察组护理效果高于对照组(97.44% vs. 76.92%)，差异有统计学意义(P < 0.05)。2) 观察组HAMA评分、HAMD评分为(3.29 ± 1.01)分、(5.07 ± 1.15)分低于对照组HAMA评分、HAMD评分(5.75 ± 1.21)分、(10.16 ± 1.38)分，差异有统计学意义，(P < 0.05)。3) 观察组NIHSS评分为(3.82 ± 0.67)分，低于对照组(13.45 ± 1.25)分，ADL评分为(96.35 ± 5.64)分，高于对照组(72.67 ± 5.97)分，差异均有统计学意义(P < 0.05)。结论：基于脑梗塞恢复期患者，通过应用中医康复护理，在提升护理效果方面优势显著，并且能够改善患者不良情绪以及神经功能缺损情况，优化患者日常生活活动能力，具有推广价值。
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user: 1. 引言 受到局部脑组织供血异常影响，引发脑组织缺氧、缺血性坏死，进而形成脑梗塞。在人口老龄化发展的情况下，近年来，我国脑梗塞发病率呈现明显增加现象，具有较高的致残率、致死率，当患者患病后，主要临床症状包括肢体偏瘫、大小便失禁、中枢性面瘫、失语等，如果患者脑梗塞面积较大，还会进一步出现四肢瘫痪、脑疝、昏迷等症状 [ 1 ]。目前，临床多应用溶栓治疗脑梗塞，该治疗方法治疗时间窗主要在发病3~4.5 h内，治疗效果明显 [ 2 ]。另外，在临床中，抗血小板聚集、清除脑自由基等治疗方法也被应用到脑梗塞治疗中。但是在治疗后，患者仍具有较高的后遗症风险，因此，为有效提高患者治疗质量，要求临床应在治疗过程中，配合有效护理干预，改善患者相关并发症发生率。随着临床对中医关注度提升，有研究表明 [ 3 ]，当患者处于脑梗塞恢复期，中医具有重要作用，借助中成药活血化瘀治疗，可有效优化患者临床症状，而经过按摩、推拿以及中医情志护理等中医康复护理手段，有利于进一步提高患者护理效果。本文于本院2019年1月~2020年1月收治的78例脑梗塞恢复期患者中，对中医康复护理效果进行观察。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 双盲法分组，观察组(n = 39)性别：男/女 = 26/13例，年龄(62.37 ± 4.18)岁。对照组(n = 39)性别：男/女 = 27/12例，年龄(61.39 ± 4.19)岁。两组患者具有可比性(P > 0.05)。 纳入标准 [ 4 ]：① 与《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014》《中医临床诊疗指南释义》诊断标准相符，经CT、MRI检查，确诊为脑梗塞，经治疗后，所有患者均处于恢复期；② 护理依从性良好；③ 对研究内容知情，签署知情同意书；④ 本文研究与伦理委员会标准相符。 排除标准：① 合并心肝肾等重要器官功能性障碍；② 合并恶性肿瘤；③ 合并精神类疾病；④ 中途退出；⑤ 护理依从性较差。 2.2. 方法 对照组：常规护理。内容：按照医院护理规程，为患者提供相对应的护理服务，在合理范围内满足患者护理需求，提高患者护理满意度。 观察组：中医康复护理。内容：① 情志护理：受脑梗塞疾病影响，患者多伴随肢体、语言功能障碍情况，导致患者日常生活活动能力下降，进而降低患者生活质量。由于患者无法生活自理，焦虑、抑郁等不良情绪较为严重，因此，护理人员应加强患者情志护理，及时告知患者保持良好情绪的重要性，并为患者讲解后续护理操作，通过向患者分享医院中治疗成功的案例，并将患者拉进病友微信群中，借助病友间相互鼓励，降低患者不良情绪，提高其护理依从性。② 病情护理：以中医角度出发，在观察患者生命体征变化基础上，注意观察患者面色、脉象等，对患者身体变化进行了解，配合相应的穴位按摩、穴位贴敷等护理工作，促进患者血液通畅，使患者身体功能逐渐得以恢复。可在定期内为患者提供中药足浴，从局部着手，在整体上，改善患者身体功能。当患者处于脑梗塞恢复期，经穴位按摩，协助患者进行被动运动，改善患者关节活动功能。另外，可以患者具体身体情况出发，合理选择相应的中药材，煎煮服用，借助中药调理，改善患者身体情况 [ 5 ]。③ 饮食护理：脑梗塞患者不宜食用过量脂肪，因此，在护理过程中，应注意做好肥肉、动物油、内脏摄入量，合理控制盐摄入量，鼓励患者适当补充维生素，新鲜蔬菜摄入量为500 g。要求患者每日需合理补充优质蛋白质。另外，可根据患者恢复情况，为患者提供药膳，例如黄芪当归粥等，促进患者益气活血通络。④ 生活护理：中医认为脑梗塞与阳气不足、运行不畅有关，因此，护理人员应在每日打扫房间的同时，对病房予以通风处理，合理管控室内温湿度，及时更换被褥，在窗台上摆放绿植，保持室内舒适度。⑤ 皮肤护理：由于脑梗塞患者运动受限严重，要求护理人员应切实落实皮肤护理，协助患者进行翻身，以免出现皮肤挤压情况，应保持患者皮肤处于清洁、干燥状态，按摩患者挤压位置，改善患者血液循环情况。⑥ 语言功能护理：当患者患有脑梗塞后，多伴随不同程度语言障碍，无法表达自身护理需求，基于这一情况，护理人员应着重加强患者语言功能护理，指导患者进行语言锻炼。在护理过程中，应告知患者集中注意力，从简单发音开始训练，并逐步将词语过渡，最后练习短句子、长句子，直至能够正常对话。在练习过程中，护理人员应注意鼓励安慰患者，以免患者在练习失利的情况下，引发不良情绪。⑦ 肢体功能早期训练：当患者生命体征处于稳定状态后，在2 d后，可为患者提供肢体功能恢复训练。首先，应对患者以及家属开展健康宣教，讲解各项肢体功能锻炼知识以及开展肢体功能锻炼的重要性，提供患者对该项工作开展的重视度。同时，护理人员应注意每天对患者进行按摩、推磨护理。结合患者实际情况，为患者选择被动运动以及主动运动，促进患者肢体功能恢复。当患者能够屈伸手指、简单更衣后，可进一步指导患者独立完成坐起、行走，并逐步开展有氧运动，保持患者每天适度运动量 [ 6 ]。 2.3. 观察范围 1) 护理效果：显效：患者偏瘫肢体改善显著，生活质量良好；有效：患者偏瘫肢体有所改善，生活质量有所改善；无效：患者偏瘫肢体、生活质量无任何改善。2) 心理状态：评估应用汉密尔顿焦虑量表(HAMA)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)，前者以7分为界限，≥7分则视为存在焦虑情绪，后者以17分作为界限，≥17分则视为存在抑郁情况。患者评分越高，说明患者焦虑、抑郁情况越严重。3) NIHSS评分：应用NIHSS评分对患者神经功能缺损情况进行评估，评分范围为0~42分，评分越高，说明患者神经缺损越严重。ADL评分：应用ADL评分评估患者日常生活活动能力，评分范围0~100分，评分越高，说明患者日常生活活动能力越高。 2.4. 统计学方法 采用SPSS21.0软件处理数据，计数资料采用χ 2 检验，以(%)表示。计量资料采用t检验，以(均数 ±标准差)表示。P < 0.05视为差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 3.1. 护理效果 观察组护理效果高于对照组，差异有统计学意义，(P < 0.05)见表1。 Table 1 Comparison of two groups of nursing effect [n(%) 组别 例数 显效 有效 无效 有效率 观察组 39 33 (84.62) 5 (12.82) 1 (2.56) 38 (97.44) 对照组 39 25 (64.10) 9 (23.08) 5 (12.82) 30 (76.92) χ 2 - - - - 8.634 P - - - - 0.001 表1. 对比两组护理效果[n(%)] 3.2. 心理状态 护理前，两组HAMA、HAMD评分差异无意义，(P < 0.05)，护理后，观察组HAMA、HAMD评分低于对照组，差异有统计学意义，(P < 0.05)见表2。 Table 2 Compared the psychological state of the two groups [( x ¯ ± s ) points 组别 例数 HAMA HAMD 护理前 护理后 护理前 护理后 观察组 39 7.15 ± 1.89 3.29 ± 1.01 15.18 ± 2.35 5.07 ± 1.15 对照组 39 7.13 ± 1.95 5.75 ± 1.21 15.27 ± 2.39 10.16 ± 1.38 t - 0.385 5.634 0.468 5.917 P - 0.171 0.001 0.147 0.001 表2. 对比两组心理状态[( x ¯ ± s )分] 3.3. NIHSS、ADL评分 观察组NIHSS评分低于对照组，ADL评分高于对照组，差异有统计学意义，(P < 0.05)见表3。 Table 3 NIHSS and ADL scores of the two groups were compared [( x ¯ ± s ) points 组别 例数 NIHSS评分 ADL评分 观察组 39 3.82 ± 0.67 96.35 ± 5.64 对照组 39 13.45 ± 1.25 72.67 ± 5.97 t - 5.617 7.674 P - 0.001 0.001 表3. 对比两组NIHSS、ADL评分[( x ¯ ± s )分]
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user: 4. 讨论 有研究调查显示，在急性脑血管疾病中，脑梗塞可占比50%~60%，可见，脑梗塞属于临床常见疾病，发病主要与脑血管血流受阻有关，导致患者脑组织供血不足，致残率、死亡率均相对较高 [ 7 ]。当患者处于脑梗塞恢复期，多会出现语言功能、肢体功能障碍情况，患者受到行动不便影响，不良情绪严重，对治疗工作的开展十分不利。因此，为有效改善患者精神状态，提高患者生活质量，临床强调应切实寻找针对性护理干预手段，并使其配合治疗工作开展，改善患者预后情况。 中医认为“善调则生，失调则死”。将脑梗塞归属于中风范畴，认为该疾病病机与风、火、热、痰、瘀、虚有关，强调应在了解患者发病原因的基础上，以患者具体临床症状出发，经辨证论治，提出有效护理干预手段 [ 8 ]。中医康复护理是指根据中医整体观念以及辩证施护理论，在传统康复护理、康复训练、养生方法基础上，结合现代康复医疗手段而形成的新型护理方法。多适用在残疾人群、慢性病人群、老年病人群以及急性病恢复期人群，通过合理应用有效康复护理措施，可有效改善患者精神状态，促进患者身体功能恢复，提高患者生活质量。相关研究表明，中医康复护理在脑梗死恢复期患者中具有良好的作用，可有效改善患者偏瘫情况，优化患者肢体功能，使患者能够早日恢复正常生活能力 [ 9 ]。 在本文研究中，观察组治疗效果(97.44%)高于对照组(76.92%)，HAMA评分为(3.29 ± 1.01)分，HAMD评分为(5.07 ± 1.15)分，低于对照组(5.75 ± 1.21)分、(10.16 ± 1.38)分，NIHSS评分为(3.82 ± 0.67)分低于对照组(13.45 ± 1.25)分，ADL评分为(96.35 ± 5.64)分高于对照组(72.67 ± 5.97)分，差异均有统计学意义，(P < 0.05)。提示，经中医康复护理后，能够有效提升患者护理效果，改善患者心理状态，优化患者神经功能缺损情况，使患者日常生活活动能力得到显著提升。究其原因，结合患者实际病情，本文实行中医康复护理内容包括情志护理、病情护理、饮食护理、生活护理、皮肤护理、语言功能护理、肢体功能早期训练等，其优势在于：① 经情志护理，可深入对患者心理状态进行了解，并加强与患者沟通，使患者能够以积极的心态接受治疗、护理，提高患者信心。② 借助病情护理，能够为患者提供针对性护理手段，经穴位按摩以及穴位贴敷，有利于优化患者血液循环，改善患者身体功能，加快患者生活能力恢复速度。③ 以患者实际病情需求出发，为患者提供针对性饮食护理，加强患者营养摄入，做好患者饮食禁忌控制，并配合相应的药膳，可有效增加患者机体免疫力，促进患者早日康复。④ 通过为患者提供生活护理，能够为患者营造一个干净、整洁的生活空间，能够提高患者舒适度，使患者保持身心愉快。⑤ 利用皮肤护理，及时清洁患者皮肤，并按摩患者存在挤压情况的部位，能够促进患者血液循环，优化患者预后。⑥ 每天指导患者进行语言功能锻炼，可使患者能够尽快脱离语言功能障碍状态，以免受到语言功能障碍影响，患者无法抒发内心感受，增加患者不良情绪，降低患者依从性 [ 10 ]。⑦ 经肢体功能早期训练，有利于帮助患者逐步恢复自理能力，促进患者肢体功能恢复，使患者能够尽快恢复到正常生活能力水平，提高患者护理信心，改善患者生活质量。
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user: 5. 结论 综上所述，通过将中医康复护理应用在脑梗塞恢复期患者中，在改善患者护理质量、优化患者神经功能缺损情况方面优势显著，并且能够使患者保持积极的心理状态，提高患者日常生活活动能力。
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user: 摘要 在等离子电弧喷涂(Plasma-arc wire spraying)工艺中，高速气流下金属线材的熔融与液滴的形成及脱离直接影响制备涂层的微观结构和质量。为了更好地理解熔滴形成及脱落的规律，本文建立了在高速气流驱动下金属线材熔融形成液滴及脱落过程的数学模型，对熔融金属的物理性质(表面张力、粘度、密度)以及入口流速对熔滴形成及脱落过程的影响分别进行了分析，结果表明表面张力与粘度越大，熔滴的脱落时间越长，主熔滴的脱落半径越大，其中表面张力占主导地位；密度与入口流速越大，熔滴的脱落时间越短，主熔滴的长度越长、脱落半径越大。
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user: 1. 引言 等离子电弧喷涂(Plasma-arc wire spraying)是一种新型的热喷涂工艺，其中电弧既用于熔化阳极金属线材料(自耗电极)，也用于加热等离子气体，等离子气体则用于雾化和加速喷涂材料撞击基体形成涂层。该方法具有低成本、高产量、涂层性能优异等特点，广泛应用于航空航天、海洋工程及原子能工程等高科技领域 [ 1 ]。 在等离子电弧喷涂过程中，金属线材的熔融与液滴的形成及脱落是影响涂层微观结构和质量的主要因素。而熔滴的脱落频率及脱落半径则主要取决于熔滴和等离子射流之间的相对速度、熔融金属的物性参数及入口流速 [ 2 ]。到目前为止，诸多学者建立了带有外阳极金属线的等离子电弧发生器的数学模型，对金属线材在等离子射流中的加热、熔化及尖端金属熔滴的形成与破碎过程进行了大量的研究 [ 3 ] - [ 9 ]。而在具体操作与应用中，只有了解各种物性及操作参数对熔滴形成过程的具体影响与主次关系，才能对金属熔融液滴的形成与脱落做到准确的调控。因此，有必要对各种物性及关键操作参数在熔形成及脱落过程中的影响规律及影响程度进行更加深入的研究。 本文建立了高速等离子气体驱动下金属熔滴形成与脱落过程的数学模型，对熔融金属的物理性质(表面张力、粘度、密度)以及入口流速对熔滴形成及脱落的影响进行了研究，并分别分析了各个参数影响熔滴形成及脱落的主次程度。所获结论可以为优化等离子电弧喷涂过程提供理论参考。
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user: 2. 物理过程与数学模型 2.1. 物理过程 等离子体电弧喷涂工作原理如图1所示。在喷涂过程中，截面半径为 R w 、速度为 v w 的金属线材以垂直于等离子体流的方向向等离子体电弧给进，金属线材的前端连接着电源正极，等离子气流以速度 v e x t 且垂直于金属线材方向喷出。在靠近电弧中心时，线材前端被高温等离子体射流加热熔化。假设金属线材熔融前沿平行于等离子体流流动方向，并且金属线材熔化速度等于其给进速度。则在金属线材的端头就会形成特性厚度为 L b 的熔融金属层，即金属液膜。随着熔化的进行，液膜变厚，最终从金属线材的端部脱离，如图2所示。 图1. 等离子体电弧喷涂工作原理图 图2. 金属线材在等离子射流下形成的熔滴示意图 图2中，1为固态金属线材，2为熔融前沿位置，3为熔融的液滴，4为熔滴和等离子流交界面，5为等离子流动区域，6为等离子体发生器产生的对称轴线。金属熔滴在高速等离子射流的拖拽力的作用下加速脱落，脱落之后的熔滴在高速气流的作用下发生多次破碎，大直径的熔滴最终形成大量的细小液滴，被加速到达基板形成涂层。 金属熔滴的形成及脱落过程是一个非常复杂的过程，其中不仅有缓慢的流体形态的变化而且有剧烈的流体界面破碎现象发生。此过程中包含了两个主要的阶段，第一阶段为熔滴的形成阶段(drop formation)，即金属线材端头的液膜受到等离子体射流的作用熔融，在末端缓慢形成熔滴，并且随着金属液体体积量的增加，熔滴的体积随之增加。当熔滴体积未到临界体积值(由液体的表面张力等因素决定)时，熔滴会稳定地悬挂在末端。当熔滴的体积增大到超过临界体积值时，熔滴的运动开始进入到第二个阶段，即熔滴脱落(drop detachment)阶段，此时熔滴出现颈部，并且在粘性力和重力的作用下熔滴高度 L d 逐渐增加，熔滴最小颈宽逐渐减小，进而形成液线，液线以下连接的部分逐渐发展为球形。计算时当颈缩部位直径小于10 −6 m后就认为主熔滴发生了脱离，即液线断开，球形主熔滴发生脱落，而金属线材末端遗留的熔融态液体会逐渐形成下一个熔滴。 2.2. 数学模型 2.2.1. 控制方程 基于以上对熔融金属液滴形成和脱落物理过程的分析，本文建立了二维轴对称模型来进行模拟。假设线材已经达到了熔融温度，且气液两相均为不可压粘性流体，互不相溶，只进行动量交换。则流体动力学控制方程表示如下： 质量连续性方程： ∂ ( u r ) ∂ r + ∂ ( u z ) ∂ z + u r r = 0 μ = 0.004   Pa ⋅ s (1) 轴向动量守恒方程： ∂ ρ u z ∂ t + u r ∂ ( ρ u z ) ∂ r + u z ∂ ( ρ u z ) ∂ z = − ∂ P ∂ z + μ ( ∂ 2 u z ∂ r 2 + ∂ 2 u z ∂ z 2 + 1 r ∂ u z ∂ r ) + F z (2) 径向动量守恒方程： ∂ ρ u r ∂ t + u r ∂ ( ρ u r ) ∂ r + u z ∂ ( ρ u r ) ∂ z = − ∂ P ∂ r + μ ( ∂ 2 u r ∂ r 2 + ∂ 2 u r ∂ z 2 + 1 r ∂ u r ∂ r − u r r 2 ) (3) 式中：μ r 和μ z 分别为径向和轴向速度分量，P为压力，ρ是液体金属的密度，μ为液体金属的动力粘度系数。F z 为轴向体积力，其包括重力ρg和粘性拖拽力F d 。 熔融金属液滴内的压力值由下面的表达式确定 [ 9 ]： P = 2 σ K + P e x t (4) 式中： σ 是表面张力系数，单位：mN·m − 1 ， P e x t 是外部环境的压力，单位：Pa，K为金属液滴表面处的主曲率， K = ( K 1 + K 2 ) / 2 ，可以用以下参数来计算：从点 z = − L d 计算出的液滴表面的母线的圆弧的长度s，单位mm，正切于表面而形成的角度 θ ，单位rad，熔滴横截面的半径h (如图3所示)，单位mm。 K 1 和 K 2 是相互垂直的表面曲率。并且s与 θ 互相关联，它们之间的函数关系为 [ 9 ]： { K 1 = d θ d s ;             K 2 = sin θ h d h d s = cos θ   ;             d z d s = sin θ (5) 由于等离子气体的速度很大，通常为100~800 m/s，等离子气体的流动状态为湍流，而金属熔滴的初始速度较小(0.1~4 m/s)，所以在交界面处的粘性拖拽力不能忽略。通过对数近壁函数可以推导出粘性拖拽力的表达式如下： F d = ρ p v ¯ e x t 2 1 K a r ⋅ ln ( E y + ) (6) 式中： v ¯ e x t 2 为等离子体与金属液体的速度差的平方，Kar是卡曼常数，取0.44，E是壁面粗糙度，对于光滑表面时取8.8， y + 为距离壁面的无量纲高度，本文取值400 [ 10 ]，由此可以将上式简化为： F d = ρ p v ¯ e x t 2 425.73 (7) 将切应力化成轴向方向的体积力的形式，其表达式如下： F d z = 2 π r F d π r 2 = 2 F d r (8) 式中：r为熔滴的横截面半径，单位mm。 图3. 曲率计算示意图 2.2.2. 网格划分及边界条件设置 文献 [ 11 ] 使用VOF方法对于在自然条件下液滴滴落过程的自由表面进行了追踪计算，并与以丙三醇溶液为研究对象的实验过程进行对比，证明了VOF方法的可行性。本文同样采用VOF方法来模拟熔滴形状变化过程。本文计算域及网格划分见图4。 图4. 计算域网格划分 图4中，1，3为等离子体流的速度边界条件入口；2为熔融金属液滴速度边界条件入口；4，5，6为压力边界条件出口；7为各处压力参考点。在计算区域中将金属线材前端部分设置为速度入口边界条件(velocity inlet)，金属液滴脱落方向的界面和周围气流的界面设置为压力出口(pressure outlet)边界条件(压力为标准大气压力)。将几何区域的对称轴设置为对称边界条件，该边界条件上物理量的径向梯度为0。