Евдулов Олег Викторович, доктор технических наук, доцент кафедры теоретической и общей электротехники
367026, г. Махачкала, пр. И.Шамиля, 70
Oleg V. Evdulov, Dr. Sci. (Technical), Assoc. Prof., Department of Theoretical and General Electrical Engineering
70 I. Shamil Ave., Makhachka 367026
Насрулаев Абдула Магомедович, соискатель кафедры теоретической и общей электротехники
367026, г. Махачкала, пр. И.Шамиля, 70
Abdula M. Nasrulaev, Applicant, Department of Theoretical and General Electrical Engineering
70 I. Shamil Ave., Makhachka 367026
Цель. Целью исследования является создание расчетной модели термоэлектрической системы (ТЭС) для извлечения инородных объектов (ИО) из тела человека методом примораживания при ее введении в полость, а также исследование происходящих в ней теплофизических процессов.
Метод. Разработана расчетная модель ТЭС для извлечения ИО из тела человека методом примораживания при ее введении в полость, основанная на решении задачи теплопроводности с учетом теплофизических характеристик биологического объекта, ИО, термоэлектрического модуля (ТЭМ).
Результат. В результате численного эксперимента получены графики изменения температуры в различных точках ТЭС при введении ее в организм человека для извлечения инородных объектов в зависимости от мощности ТЭС, параметров материалов модуля, внешних условий. Определено, что в устройстве может быть использован стандартный ТЭМ холодопроизводительностью от 4500 Вт/м2 до 7000 Вт/м2 при продолжительности выхода на режим системы 6-7 мин.
Вывод. Установлено, что подбор параметров ТЭМ должен ориентироваться на ограничения по эксплуатации прибора, а также медицинские нормы и стандарты во избежание процесса обморожения прилежащих тканей, что в предложенной конструкции обеспечивается в полной мере. Предложен способ повышения эффективности системы, согласно которому используется предварительное охлаждение ТЭС внешним источником холода, а также применением форсированных режимов работы ТЭМ.
Objective. The objective of the article is to create a design model of a thermoelectric system for extracting foreign objects from the human body by freezing when introduced into the cavity, as well as to study the internal thermophysical processes.
Methods. A design model of a thermoelectric system for extracting foreign objects from the human body by freezing the thermoelectric system introduced into the cavity is developed, based on solving the problem of thermal conductivity, taking into account the thermophysical characteristics of a biological object, foreign object, and a thermoelectric module.
Results. As a result of the numerical experiment, the authors obtained graphs of temperature changes at various points of the thermoelectric system when introduced into the human body to extract a foreign object, depending on the power of the thermoelectric system, the parameters of the module materials, and external conditions. It is determined that the device can use a standard thermoelectric module with a cooling capacity from 4500 W/m2 to 7000 W/m2 with a duration of 6-7 minutes for entering the system mode.
Conclusion. It is established that the selection of thermoelectric module parameters must be guided by the limitations of the device operation, as well as medical norms and standards to avoid the process of cold injury of adjacent tissues, which is fully provided in the proposed design. A method for improving the efficiency of the system is proposed, according to which the thermoelectric system is pre-cooled using an external cold source, and forced modes of thermoelectric module operation are used.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.