Полупроводниковые термоэлектрические охлаждающие устройства для ларингологии

• Автор: Рагимова, Тамила Арслановна
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
БАТ - биологически активная точка
ТС - тепловая схема
ТЭ - термоэлемент
ТЭБ - термоэлектрическая батарея
ТЭМ - термоэлектрический модуль
ТЭМО - термоэлектрический микроохладитель
ТЭО - термоэлектрический охладитель
ТЭС - термоэлектрическая система
ТЭУ - термоэлектрическое устройство
ГЛАВА 1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. ПРИМЕНЕНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ В МЕДИЦИНЕ И СРЕДСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
1.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР
В ЛАРИНГОЛОГИИ
1.3. ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА ДЛЯ ОХЛАЖДАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТКАНИ ГОРТАНИ
1.4. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
1.5. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ В ЛАРИНГОЛОГИИ
1.6. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЛАРИНГОЛОГИИ
2.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ТКАНЕЙ ГОРТАНИ
2.1.1. Квазистационарпая математическая модель устройства
2.1.2. Результаты численного эксперимента и их анализ
2.2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДВУХКАСКАДНОЙ
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ БАТАРЕИ ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ТКАНЕЙ ГОРТАНИ
2.2.1. Параллельное питание каскадов термоэлектрической системы
2.2.2. Последовательное питание каскадов
термоэлектрической системы
2.3. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ НА ПРОЦЕСС ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ТКАНИ ГОРТАНИ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА
2.4. ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЛАРИНГОЛОГИИ
3.1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТЭУ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ТКАНЕЙ ГОРТАНИ
3.3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ С РЕЗУЛЬТАТАМИ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
3.4. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ
3.5. ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
ДЛЯ ЛАРИНГОЛОГИИ
4.1. ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ ТЭУ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ТКАНЕЙ ГОРТАНИ
4.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ ТЭУ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ТКАНЕЙ ГОРТАНИ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ТЭМ
4.3. ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ ТЭУ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ОХЛАЖДАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В
ОТОЛАРИНГОЛОГИИ
4.4. МЕТОДИКА ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТЭУ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ
ТКАНЕЙ ГОРТАНИ
4.5. ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

где Тт - температура биологической ткани; Tpi - температура воздействующего наконечника, имеющего тепловой контакт с биологическим объектом; Тр2 - температура теплового мостика; Tgi -температура горячего спая ТЭБ1; Тх2 - температура холодного спая ТЭБ2; тт - средняя масса ткани; тР1,Р2.рз - масса воздействующего наконечника, теплового мостика и радиатора ТЭБ2; ещ - коэффициент термо-э.д.с. термоэлементов в ТЭБ; pij2 - удельное электрическое сопротивление ТЭБ; h(>2 - высота термоэлементов в ТЭБ; À,1;2 - коэффициент теплопроводности материала ТЭБ; Тср - температура окружающей среды, оср - коэффициент теплоотдачи в окружающую среду.
Начальные условия для случая оценки продолжительности выхода устройства в рабочий режим задаются при холостом ходе (контакт устройства с биологическим объектом отсутствует), исходя из предположения, что в начальный момент времени ТЭС находится в термодинамическом равновесии с окружающей средой и температура всех точек системы равна температуре среды. При этом система уравнений (2.1) записывается в виде:

* ПТр.Ср,
dT*
n,S,
-eljITpl4j?P)h,4(TP2-Tpl;
-<4тр-т
* nVCp2
n,S2
)гР2^2+, Tp2)+n,S, eiJTpi + Э1РФ1+, (Тр2 Tp]) Оср(Тср Tp|)
dr m3cp3
n,S2
e2j2Tp2 ^ TP2^2 ^ (TP3
СТРзНрЗ Тк
(2.2)
Для случая оценки продолжительности экспозиции при воздействии на ткани гортани начальными являются условия, взятые из полученных ранее данных для оценки выхода устройства на рабочий режим, а объект воздействия имеет температуру, равную 309 К.
Будем считать также, что температуры воздействующего наконечника и радиаторов равны соответствующим температурам спаев. Данное допущение завышает величину времени выхода на рабочий режим, и полученные