МОДЕЛЬ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАСТЬ СТОПЫ

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.

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

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

3. Miroslav Savic, Borut Fonda, NejcSarabon, Actual temperature during and thermal response after wholebody cryotherapy in cryo-cabin // Journal of thermal biology. - 2013. - №38. - P. 186–191.

4. Боголюбов В.М., Улащик В.С. Комбинирование и сочетание лечебных физических факторов // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. - 2004. - № 5. - С.39-45.

5. Tiffany Field. Miguel Diego, Gladys Gonzalez Funk Neck arthritis pain is reduced and range of motion is increased by massage therapy // Complementary therapies in clinical practice. - 2014. - №20. - P.219-223.

6. Ssennoga Twaha, Jie Zhu, Yuying An, Bo Li. A comprehensive review of thermoelectric technology: Materials, applications, modelling and performance improvement // Renewable and sustainable energy reviews. - 2016. - №65. - P. 698-726.

7. Баранов А.Ю., Малышева Т.А., Савельева А.В., Сидорова А.Ю. Перенос теплоты в объекте общего криотерапевтического воздействия // Вестник МАХ. - 2012. - №2. - С.35-40.

8. Анатычук Л.И., Денисенко О.И., Кобылянский Р.Р., Каденюк Т.Я. Об использовании термоэлектрического охлаждения в дерматологии и косметологии // Термоэлектричество. - 2015. - № 3. – С.57-71.

9. Tiffany Field. Massage therapy research review // Complementary therapies in clinical practice. - 2016. - №24. - P. 19-31.

10. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Хазамова М.А., Магомадов Р.А.-М. Математическая модель термоэлектрической системы для локального теплового воздействия на руку человека // Термоэлектричество. - 2014. - № 1. – С.77-86.

11. Jolanta Krukowska, Adam Lukasiak, Jan Czernicki Impact of magneto stimulation on nerve and muscle electrical excitability in patients with increased muscle tone // Polish annals of medicine. - 2012 - №19. - Р. 1520.

12. Verhagen John. Massage therapy has short-term benefits for people with common musculoskeletal disorders compared to no treatment: a systematic review // Journal of Physiotherapy. - 2015. - №61. - P. 106-116.

13. Hua Zhang, Hong Chen, Hao Wang, Duoduo Li, Baolin Jia, Zhongjian Tan, Bin Zheng, Zhiwen Weng. Effect of Chinese tuina massage therapy on resting state brain functional network of patients with chronic neck pain // Journal of traditional Chinese medical sciences. - 2015. - №2. - Р. 60-68.

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

15. Yevdulov O.V., Ragimova T.A. Investigation of thermoelectric system for local freezing of tissues of the larynx // Journal of thermoelectricity. - 2015. - № 2. - P. 77-86.

16. Yevdulov D. V., Yevdulov O. V., Abdulkhakimov U. I., Nabiyev N.A. Thermoelectric model for cameras for carrying out thermal treatments // Journal of thermoelectricity. - 2016. - №5. - P. 73-79.

17. Исмаилов Т.А., Евдулов Д.В., Евдулов О.В., Абдулхакимов У.И. Термоэлектрическая система для проведения тепловых косметологических процедур на лице // Медицинская техника. - 2017. - №4. - С. 3842.

18. Евдулов Д.В., Евдулов О.В., Набиев Н.А. Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для остановки кровотечения // Вестник Дагестанского технического университета. Технические науки. - 2017. - Т.44. -№1- С. 26-36.

19. Евдулов О.В., Хазамова М.А. Математическая модель полупроводникового термоэлектрического устройства для теплового воздействия на стопу человека // Известия вузов. Приборостроение. - 2004. - №7. - С. 43-49.

20. Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена. Пер. с англ. М.: Мир. - 1988. - 544 с.