1. Зависимость интенсивности стимулирующего действия от времени:
Массив строится на дополнительном листе «Результат» по аналогии с массивом ;
2. Определить значение эффективного времени для каждого варианта τ=τmax,j
;
Построим диаграммы и .
Рис. 3. Зависимость эффективного времени от температуры .
По графику определяем оптимальную температуру Т1. При оптимальной температуре достигается минимальное значение температур на границе и максимальное значение воздействия.
По данным эксперимента строим гистограмму, отображающую тепловой баланс объекта охлаждения .
Рис. 4. Гистограмма теплового баланса объекта охлаждения .
Доля теплоты, отведенной от эпителия, составляет 50%, что говорит о том, что процедура организована рационально. Не возникает опасности переохлаждения ядра тела.
Строим график изменения в точках и в момент завершения охлаждения. Оптимальная температура теплоносителя обеспечивает условия для охлаждения объекта до минимально допустимых температур обеих зависимостей.
Рис. 5. Зависимости и .
На рис. 5 отображены зависимости и . Температура на поверхности кожи достигает субтермальной, что соответствует максимуму криотерапевтического воздействия.
По графику (см. рис. 4,5) определяем оптимальную температуру Т1= 159 К.
Варьируем температуру теплоносителя в узком диапазоне Т1=±Топт. В диапазоне от 152К до 161К. Сводим полученные данные в таблицу 2.
Проводим уточняющий эксперимент. Для этого согласно рис. 2 выбираем диапазон температур, которому соответствует максимальное эффективное время. Варьируем температуру теплоносителя в узком диапазоне Т1=Топт±ΔT.
Вторично строим график Рис.6 зависимость .
Рис. 6. Зависимость .
Таблица 2.
Результаты уточняющего численного эксперимента.
Вычисляемые параметры, единицы измерений |
Температура теплоносителя, К |
|||||||||
152 |
153 |
154 |
155 |
156 |
157 |
158 |
159 |
160 |
161 |
|
Продолжительность охлаждения τmax, с |
139,0 |
142,0 |
145,0 |
148,0 |
151,0 |
154,0 |
157,0 |
161,0 |
164,0 |
166,0 |
Минимальная температура на поверхности кожи ti=1 при τ=τmax, К |
271,1 |
271,1 |
271,0 |
271,1 |
271,1 |
271,1 |
271,1 |
271,0 |
271,1 |
271,2 |
Минимальная температура на границе слоев ti=n2 при τ=τmax, К |
309,3 |
309,3 |
309,3 |
309,3 |
309,2 |
309,2 |
309,2 |
309,2 |
309,1 |
309,1 |
Максимальный отвод теплоты с поверхности qнар при τ=0, Вт/м2 |
3573,3 |
3533,1 |
3493,1 |
3453,4 |
3414,2 |
3375,2 |
3336,5 |
3298,1 |
3260,0 |
3222,3 |
Максимальный отвод теплоты через границу слоёв qn2 при τ=τmax, Вт/м2 |
81,2 |
83,2 |
85,3 |
87,4 |
89,5 |
91,7 |
93,8 |
96,9 |
99,1 |
100,4 |
Эффективное время, мин |
222,1 |
236,0 |
246,4 |
252,4 |
255,4 |
253,9 |
248,8 |
290,2 |
274,3 |
220,5 |
Общая потеря теплоты с поверхности Qнар при τ=τmax, Дж/м2 |
405,1 |
408,5 |
411,7 |
414,8 |
417,8 |
420,5 |
423,2 |
428,0 |
430,4 |
430,3 |
Общий отвод теплоты через границу слоёв Qn2 при τ=τmax, кДж/м2 |
7,4 |
7,6 |
7,8 |
8,1 |
8,3 |
8,6 |
8,9 |
9,2 |
9,5 |
9,7 |
По результатам уточняющего эксперимента, окончательно принимаем:
Температура теплоносителя Т1= 159 К, продолжительность охлаждения tохл=160 сек.
2. Выбор оптимальной толщины теплового ограждения
2.1. Отличительной особенностью криотерапевтической аппаратуры является малая продолжительность рабочей кампании, которая во всех случаях не более 6 часов. Не только в криогенной, но и в холодильной технике, объекты с такой, малой продолжительностью просто не встречаются. Отсутствие конструкторского и эксплуатационного опыта, приводят к тому, что при использовании в конструкции криотерапевтических установок традиционных технических решений, возникают неожиданные проблемы и потери холодопроизводительности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.