3.5. УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРОЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЗОНЕ КРИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.
На практике для перехода на интенсивную технологию криотерапевтического воздействия надо обеспечить управление интенсивностью отвода теплоты с поверхности тела. Если в численном эксперименте величина температуры газа могла быть задана постоянной на каждой из двух фаз криотерапевтического воздействия, то в действующей установке обеспечить такие условия практически невозможно.
Необходимо разработать такие схемы управления интенсивностью отвода теплоты с поверхности объекта, которые способны обеспечить выполнение основной технологической задачи криогенной физиотерапии. Как уже неоднократно говорилось, условия проведения криотерапевтических процедур таковы, что основным фактором, определяющим интенсивность конвективного отвода теплоты, является текущая температура теплоносителя. Это утверждение особенно справедливо для групповых систем, в которых скорость движения газовой среды пренебрежимо мала, но и в системах индивидуального воздействия влияние скорости движения газа сравнительно невелико. На этом этапе исследования можно ограничиться оценкой возможных способов управления температурой газа в зоне криотерапевтического воздействия. Тем более что возможность наряду с температурой варьировать и скорость движения теплоносителя только расширит технологическую палитру метода.
Для организации управления процедурой необходимо выбрать параметр, по величине которого, может быть организовано управление интенсивностью отвода теплоты или температурой газа в процедурной кабине. Организовать это управление по аналогии с численным экспериментом, описанным в 3.4, не представляется возможным, так как оценить величину теплового потока, выделяемого с поверхности тела достаточно трудно. Практически невозможно определить подвод теплоты от внутренних слоёв объекта к его наружной поверхности. Единственным физическим параметром охлаждаемого объекта, который может быть относительно легко определён, является температура поверхности. Соответственно и управление технологическим процессом интенсивного криотерапевтического воздействия необходимо организовать на основе температурного мониторинга поверхности тела. Определённую техническую трудность представляет собой то, что на сегодняшний момент не существует температурных датчиков, способных достоверно контролировать температуру кожного покрова. Тем более что для управления криотерапией необходимо измерять не средневзвешенную температуру, а температуру тонкого поверхностного слоя (0,15-0,17 мм), где расположены кожные тепловые рецепторы. Отсутствие адекватной измерительной аппаратуры следует рассматривать как временное явление, связанное с тем что до настоящего времени не было потребности в измерениях такого рода. Информация о новых технологических возможностях в области интенсивной криотерапии и примерных требования к измерительной аппаратуре ля ее реализации, сформирует социальный заказ на разработку соответствующей измерительной арматуры. В эксперименте использован ряд допущений, позволяющих не учитывать инерционные свойства конкретных температурных датчиков.
Следует определить рациональный закон изменения температуры газообразного теплоносителя на каждом этапе процедуры.
Ранее было показано, что для повышения общего эффекта криотерапевтического воздействия продолжительность первой фазы охлаждения следует свести к минимуму τохл→ 0. Время охлаждения до температуры перехода процедуры в результативную фазу определяется интенсивностью конвективного отвода теплоты с поверхности объекта. В свою очередь, конвективный отвод теплоты зависит от разности температур теплоносителя и поверхности объекта охлаждения:
qконв = α (Т2 i=1− Т1).
На первой, охлаждающей фазе процедуры целесообразно поддерживать минимальную температуру теплоносителя, что обеспечивает сокращение подготовительного периода и снижает потери аккумулированной в оболочке тела теплоты. В этой фазе управление процессом отвода теплоты сводится к поддержанию минимальной техническидостижимой температуры в зоне криотерапевтического воздействия:
Т2 i=1>275 К → Т1= Т1min=const.
Основное внимание надо сосредоточить на управлении температурой газа во второй (криостатирующей) фазе процедуры.
Основой организации криостатирования является тепловой баланс пограничного участка тела: qконв= qλ.
Для соблюдения теплового баланса ,необходимо обеспечить изменение интенсивности конвективного охлаждения по мере снижения подвода теплоты теплопроводностью:
qконв= f(qλ) qλ → 0.
Температура поверхности тела на втором этапе процедуры условно постоянна:
t2 i=1 = tmin + ∆tср = const,
поэтому величина конвективного отвода теплоты определяется температурой теплоносителя.
Коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции зависит от температуры теплоносителя, температуры поверхности тела и размеров пациента:
α = f (Т1,Т2 i=1 , Y2),
где Y2 − характеристический размер объекта конвективного охлаждения.
Так как в рассматриваемом случае две переменных из трех постоянны:
Y2 = const иТ2 i=1 = const,
коэффициент теплоотдачи зависит только от текущей температуры газа:
α = f (Т1) и qконв= f (Т1).
Для оценки пригодности технологии управляемого охлаждения для практической реализации необходимо определить характер изменения температуры газа, при котором можно обеспечить криостатирование поверхности тела.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
