Евдулов Олег Викторович – кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и общей электротехники.
1-5367026, Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70
Oleg V. Evdulov – Cand.Sci. (Technical), Assoc.Professor, Department of Theoretical and General Electrical Engineering.
70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026
Кадирова Джамиля Кадировна – старший лаборант кафедры теоретической и общей электротехники.
1-5367026, Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70
Dzhamilya K.Kadirova – Senior Assistant, Department of Theoretical and General Electrical Engineering.
70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026
Магомедова Сарат Гусеновна – аспирант кафедры теоретической и общей электротехники.
1-5367026, Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70
Sarat G.Magomedova – Postgraduate Student, Department of Theoretical and General Electrical Engineering.
70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026
Рагимова Тамила Арслановна – кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и общей электротехники.
1-5367026, Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70
Tamila A.Ragimova – Cand.Sci.(Technical), Assoc.Professor, Department Theoretical and General Electrical Engineering.
70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026
Хазамова Мадина Абдулаевна – кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и общей электротехники.
1-5367026, Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70
Madina A.Khazamova – Cand.Sci.(Technical), Assoc.Professor, Department of Theoretical and General Electrical Engineering.
70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026
Цель. Целью исследования является моделирование теплофизических процессов, происходящих при проведении тепловых лечебных процедур на стопу с использованием технического средства, в котором в качестве источника тепла и холода выступает термоэлектрическая батарея (ТЭБ).
Метод. Разработана физическая модель теплового воздействия на стопу посредством устройства, исполнительным элементом в котором является термоэлектрическая батарея. Рассмотрены различные варианты проведения процедур, отличающиеся зоной теплового воздействия, а также наличием и отсутствием гранулята. Для наиболее общего случая создана математическая модель, построенная на основе численного решения нестационарной задачи теплопроводности слоистой системы. В качестве численного метода решения системы дифференциальных уравнений использован метод Галеркина, характеризующийся высокой точностью и эффективностью.
Результат. Получены графики зависимости изменения температуры по толщине системы: устройство - стопа при различных величинах теплового потока; изменения температуры отдельных частей системы во времени; распределения температуры по толщине стопы при различных величинах слагаемого, определяющего неплотность ее контакта с гранулятом.
Вывод. Разработанная модель термоэлектрического устройства для теплового воздействия на область стопы позволяет всесторонне исследовать процессы теплообмена при проведении физиотерапевтических процедур, осуществить подбор термоэлектрической батареи с требуемыми характеристиками, а также определить режимы работы прибора. Установлено, что продолжительность выхода в стационарный режим всех точек системы: прибор - биологический объект определяет приемлемые инерционные свойства устройства. При использовании при проведении процедур гранулята необходимо учитывать потери мощности при подборе режимов питания термоэлектрической батареи.
Objectives. The aim of the study is to simulate the thermophysical processes occurring during thermal treatment procedures applied to the human foot using a technical apparatus in which a thermoelectric battery (TEB) acts as a source of heat and cold.
Methods. A physical model of thermal impact on the human foot is developed by means of a device whose actuating element consists of a thermoelectric battery. Different procedural versions, varying by the zone of thermal influence as well as by the presence and absence of granulates, are considered. For the most general case, a mathematical model is constructed, based on a numerical solution of the nonstationary heat conduction problem of a layered system. As a numerical method for solving a system of differential equations, the Galerkin method, characterised by high accuracy and efficiency, is used.
Results. The graphs of the temperature variation dependency on the “device-foot” system thickness for various heat flow values are obtained, as well as the temperature changes of system individual parts over time and the temperature distribution along the thickness of the foot for various values of the summand determining the looseness of its contact with the granulate.
Conclusion. The developed model of a thermoelectric device for thermal action on the foot area allows a comprehensive study of the heat exchange processes during physiotherapeutic procedures to be be carried out, a thermoelectric battery with the required characteristics to be selected as well as the modes of device's operation to be determined. It is established that the duration of the steady-state output of all points of the “device-biological object” system determines the acceptable inertial properties of the device. When a granulate is used during the procedures, it is necessary to take into account the power losses when selecting the thermoelectric battery power modes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.