Математическая модель термоэлектрической системы для лечения заболеваний пародонта методом локальной гипотермии
DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-4-60-67
УДК 621.362
Евдулов О. В., Магомедова С. Г., Магомадов Р. А.-М.
Ключевые слова: пародонт, гипотермия, термоэлектрическая система, термоэлектрический модуль, температура, математическое моделирование, численный эксперимент.
УДК 621.362
Математическая модель термоэлектрической системы для лечения заболеваний пародонта методом локальной гипотермии
Ссылка для цитирования: Евдулов О.В., Магомедова С.Г., Магомадов Р.А.-М. Математическая модель термоэлектрической системы для лечения заболеваний пародонта методом локальной гипотермии // Вестник Международной академии холода. 2022. № 4. С. 60-67. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-4-60-67
Аннотация
В статье проведено математическое моделирование и исследование термоэлектрической системы (ТЭС) для локальной гипотермии области пародонта. В качестве объекта исследований выступает конструкция, в которой термоэлектрический модуль (ТЭМ), являющийся источником холода, через специальную антисептическую прослойку приводится в тепловой контакт с областью пародонта, подвергаемой замораживанию. Отвод теплоты от горячих спаев ТЭМ осуществляется за счет воздушного, либо жидкостного теплообменного аппарата. Разработана математическая модель данного прибора. Математическая модель ТЭС состоит в решении задач по определению температурного поля области пародонта в зависимости от различной мощности ТЭС и расчета ТЭМ с определением его электрических параметров. Первая задача реализуется путем решения трехмерной нестационарной задачи теплопроводности для слоистой структуры сложной формы, учитывающей наличие объектов с различными теплофизическими параметрами, условий теплообмена на границах сред второго и третьего рода. Вторая - путем определения электрических параметров ТЭМ при использовании пакета прикладных программ Thermoelectric system calculation производства ООО "Криотерм", г. Санкт-Петербург. В результате численного эксперимента получены графики изменения температуры в различных точках области пародонта и ТЭС в зависимости от мощности ТЭМ, параметров термомодуля, внешних условий, определены динамические характеристики системы. Установлено, что проведения локальной гипотермии могут быть использованы два типа стандартных ТЭМ производителя ООО "Криотерм" ТВ-17-1.4-1.15 и DRIFT-1,2 со следующими параметрами соответственно: мощность – 3-4 Вт и 18-40 Вт, сила тока питания – 6-7 А и 3,8-7,6 А, потребляемая электрическая мощность – 13-14 Вт и 50-200 Вт при перепаде температур между холодными и горячими спаями 45 К.
Аннотация
В статье проведено математическое моделирование и исследование термоэлектрической системы (ТЭС) для локальной гипотермии области пародонта. В качестве объекта исследований выступает конструкция, в которой термоэлектрический модуль (ТЭМ), являющийся источником холода, через специальную антисептическую прослойку приводится в тепловой контакт с областью пародонта, подвергаемой замораживанию. Отвод теплоты от горячих спаев ТЭМ осуществляется за счет воздушного, либо жидкостного теплообменного аппарата. Разработана математическая модель данного прибора. Математическая модель ТЭС состоит в решении задач по определению температурного поля области пародонта в зависимости от различной мощности ТЭС и расчета ТЭМ с определением его электрических параметров. Первая задача реализуется путем решения трехмерной нестационарной задачи теплопроводности для слоистой структуры сложной формы, учитывающей наличие объектов с различными теплофизическими параметрами, условий теплообмена на границах сред второго и третьего рода. Вторая - путем определения электрических параметров ТЭМ при использовании пакета прикладных программ Thermoelectric system calculation производства ООО "Криотерм", г. Санкт-Петербург. В результате численного эксперимента получены графики изменения температуры в различных точках области пародонта и ТЭС в зависимости от мощности ТЭМ, параметров термомодуля, внешних условий, определены динамические характеристики системы. Установлено, что проведения локальной гипотермии могут быть использованы два типа стандартных ТЭМ производителя ООО "Криотерм" ТВ-17-1.4-1.15 и DRIFT-1,2 со следующими параметрами соответственно: мощность – 3-4 Вт и 18-40 Вт, сила тока питания – 6-7 А и 3,8-7,6 А, потребляемая электрическая мощность – 13-14 Вт и 50-200 Вт при перепаде температур между холодными и горячими спаями 45 К.
Ключевые слова: пародонт, гипотермия, термоэлектрическая система, термоэлектрический модуль, температура, математическое моделирование, численный эксперимент.
English
Русский
