Методика расчета двухкаскадной термоэлектрической системы для локальной гипотермии

Резюме. Цель. Целью исследования является разработка методики расчета двухкаскадной термоэлектрической системы (ТЭС) для локальной гипотермии, а также анализ ее работы.
Методы. Модель построена на основе решения трех задач, состоящих в определении параметров двухкаскадного термоэлектрического модуля (ТЭМ), теплофизических характеристик системы сопряжения с биологическим объектом и теплоотвода для охлаждения горячих спаев термомодуля.
Результаты. По расчетной модели произведен расчет ТЭС, предназначенной для локальной гипотермии мягких тканей при лечении их воспалений и инфекционных образований, разработанной в лаборатории полупроводниковых термоэлектрических приборов и устройств Дагестанского государственного технического университета. Получены графики зависимости изменения холодопроизводительности ТЭМ, холодильного коэффициента, напряжения питания от перепада температур между спаями для различных значений тока питания, а также зависимость напряжения на ТЭМ от величины тока питания при различных значениях перепада температур между спаями, изменение температуры на холодном спае и мощности ТЭМ от тока питания. Графики рассчитаны при температуре горячего спая 300 К.
Вывод. Установлено, что подобранный результате расчета ТЭМ типа ТВ-2-(127-127)-1.15 имеет следующие характеристики: рабочий диапазон мощностей 8-10 Вт при среднем перепаде температур между спаями 65 К, ток питания - 4,4-5,8 А при потребляемой мощности 45-85 Вт, холодильный коэффициент - 0,2-0,5.

1. Зубкова С.М. Роль тепловой компоненты в лечебном действии физических факторов//Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. - 2011. - №6. - С.3-10.

2. Боголюбов В.М., Сидоров В.Д. Физиотерапия в реабилитации больных ревматоидным артритом// Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. - 2012. - № 2. - С.3-9.

3. Ушаков А.А. Практическая физиотерапия. М.: ООО Медицинское информационное агентство, 2009. - 612 с.

4. Пономаренко Г.Н. Восстановительная медицина: фундаментальные основы и перспективы развития // Физическая и реабилитационная медицина. - 2022. - т. 4, № 1. - С.8-20.

5. Боголюбов В.М. Техника и методики физиотерапевтических процедур. - М.: Бином, 2017. - 464 с.

6. Баранов А.Ю., Василенок А.В., Соколова Е.В., Чубова С.Д., Зиявидинов А.М. Выбор альтернативного криоагента для покрытия тепловой нагрузки в установке для общего криотерапевтического воздействия // Вестник Международной академии холода. - 2022. - № 1. - С.76-82.

7. Ежов В.В. Физиотерапия и физиопрафилактика как методы и средства сохранения и восстановления здоровья // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. - 2011. - № 4. - С.33-36.

8. Pasquali P. Cryosurgery: а practical manual. - New York: Springer, 2015. - 441 р.

9. Цыганов Д.И. Криомедицина: процессы и аппараты. - М.: Сайнс-Пресс, 2011. - 304 с.

10. Гуляев А.А. Оформление аппаратно/физиотерапевтических процедур согласно требованиям Минздрава РФ // Аппаратная косметология. - 2017. - № 1. - С.14-20.

11. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Юсуфов Ш.А., Аминов Г.И. Приборы для локального температурного воздействия на человеческий организм // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки, 2003. №2. С.3-6.

12. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Набиев Н.А., Рагимова Т.А. Термоэлектрическое устройство для остановки кровотечения // Медицинская техника. 2019. № 2. С. 12-14.

13. Исмаилов Т.А. Евдулов О.В., Набиев Н.А., Магомедова С.Г. Модель термоэлектрического устройства для теплового воздействия на рефлексогенные зоны//Медицинская техника. 2020. № 1. С. 40-43.

14. Hu B., Shi X.-L., Chen Z.-G., Zou J. Thermoelectrics for medical applications: progress, challenges and perspectives // Chemical engineering journal. - 2022. - Vol. 437. - P.135268.

15. Zaferani S.H., Ghomashchi R., Sams M.W., Chen Z.-G. Thermoelectric coolers as thermal management systems for medical application: design, optimization and advancement. Nano energy. - 2021. - Vol. 90. - P. 106572.

16. Goldsmid H.J. Thermoelectric refrigeration, New York: Springer, 2013. - 240 p.

17. Yevdulov O.V., Ragimova T.A. Investigation of thermoelectric system for local freezing of tissues of the larynx // Journal of Thermoelectricity. - 2015. - № 2. - P. 86-94.

18. Теория тепломассообмена / Под. ред. А.И. Леонтьева. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. - 464 с.

19. Васильев Е.Н. Расчет и оптимизация теплообменников термоэлектрического блока охлаждения // Теплофизика и аэромеханика. - 2022. - Т. 29, № 3. - С. 419-430

20. http://www.kryotherm.ru (accessed 05/03/2023).