스테인리스 스틸 직관 노즐의 치수는 냉동 스프레이 냉각(CSC)에서 스프레이 역학을 결정하는 중요한 요소입니다. 특히, 튜브의 내부 직경과 길이는 냉매 스프레이의 운동량과 기하학적 모양을 결정합니다. 이러한 요인들은 냉각 효율의 주요 동인인 냉동제가 피부에 어떻게 충돌하는지를 제어합니다.
스프레이의 운동량을 제어함으로써 노즐 치수는 피부를 물리적으로 함몰시키는 데 필요한 충격력을 생성합니다. 이러한 변형은 액체 냉동제가 표면에 축적되는 방식을 변경하여 열 교환율을 직접적으로 수정합니다.
노즐 형상의 물리학
스프레이 운동량 제어
노즐의 내부 직경과 길이는 냉매 흐름에 대한 주요 제약 역할을 합니다. 이러한 치수는 높은 운동량을 생성하는 데 필요한 배압과 속도를 만듭니다.
안정적인 스프레이 콘 형성
일관된 스프레이 콘을 형성하려면 이러한 치수의 정밀도가 필요합니다. 0.7mm 내부 직경과 같은 정밀하게 지정된 형상이 없으면 스프레이 패턴이 불안정해져 예측할 수 없는 커버리지가 발생할 수 있습니다.
대상 표면과의 상호 작용
충격력 생성
노즐에서 생성된 운동량은 대상에 대한 충격력으로 직접 변환됩니다. 원하는 치료 효과를 달성하려면 노즐이 이 힘을 최대화하도록 설계해야 합니다.
피부 함몰 메커니즘
노즐의 주요 기능은 피부 함몰을 유발할 만큼 충분한 힘을 생성하는 것입니다. 이는 부작용이 아니라 설명된 특정 냉각 역학에 대한 기능적 요구 사항입니다.
유체 축적 변경
스프레이의 힘으로 피부가 함몰되면 표면의 지형이 국부적으로 변경됩니다. 이러한 물리적 함몰은 액체 냉매가 피부에 모이고 축적되는 방식을 변경합니다.
열 효율에 미치는 영향
열 교환 조절
피부 함몰로 인한 변경된 축적 패턴은 열 전달 과정에 직접적인 영향을 미칩니다. 열 추출 효율은 유체 운동량과 표면 변형 간의 이러한 특정 상호 작용에 따라 달라집니다.
절충점 이해
낮은 운동량의 위험
노즐 치수가 충분한 운동량을 생성하지 못하면 스프레이에 피부를 함몰시킬 힘이 부족합니다. 이는 축적 패턴을 변경하지 못하게 되어 냉각 속도가 최적이 되지 않을 가능성이 높습니다.
정밀도 대 제조
0.7mm 내부 직경과 같은 특정 치수를 달성하려면 높은 제조 정밀도가 필요합니다. 튜브의 직선성 또는 직경의 편차는 스프레이 콘을 불안정하게 만들어 시술의 안전성과 효능을 저해할 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
냉동 스프레이 냉각 공정을 최적화하려면 노즐을 단순한 전달 파이프가 아니라 대상 표면을 형성하는 운동 도구로 보아야 합니다.
- 최대 냉각 효율이 주요 초점이라면: 가시적인 피부 함몰을 유발할 만큼 충분한 충격력을 생성하도록 노즐 길이와 직경을 조정하십시오.
- 공정 안정성이 주요 초점이라면: 안정적이고 예측 가능한 스프레이 콘을 유지하기 위해 정확한 치수 사양(예: 0.7mm ID)을 엄격하게 준수하십시오.
궁극적으로 노즐의 기계적 설계는 피부 표면에서의 생물학적 상호 작용을 결정합니다.
요약 표:
| 요인 | CSC 공정에 미치는 영향 | 실질적인 영향 |
|---|---|---|
| 내부 직경 | 유속 및 배압 제어 | 스프레이 운동량 및 충격력 결정 |
| 튜브 길이 | 스프레이 콘 안정성 형성 | 예측 가능한 커버리지 보장 및 스프레이 분산 방지 |
| 운동량 | 물리적 피부 함몰 유도 | 더 빠른 열 교환을 위해 액체 축적 수정 |
| 표면 지형 | 피부에 냉매가 모이는 방식 변경 | 냉각 속도를 직접적으로 증가 또는 감소시킴 |
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참고문헌
- Brooke Basinger, J. Stuart Nelson. Effect of skin indentation on heat transfer during cryogen spray cooling. DOI: 10.1002/lsm.20011
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