Порядок выполнения лабораторной работы

Лабораторная работа сводится к моделированию процесса охлаждения оболочки посредством гипотермического и криогенного теплоносителя. Для выполнения работы необходимо ввести на листах «Гипотермия» и «Криотерапия» исходные данные в соответствии с индивидуальным заданием. Затем используя данные столбца «Контроль» определить максимальную продолжительность охлаждения в обоих случаях и отметить строку прекращения эксперимента, изменяя цвет заливки.

Листы «Гипотермия» и «Криотерапия» могут многократно меняться в зависимости от исходных данных, поэтому для составления отчета о выполненной работе следует использовать отдельный лист «Результаты», на который копируются результаты вычислений. Для копирования следует использовать команду «Специальная вставка» → «Значения» (см. рис. 26).

Рис. 26. Копирование результатов эксперимента на лист «Результаты»

с помощью функции «Специальная вставка»

Порядок обработки результатов поясняется на примере.

Пример: Исследовать изменение температуры поверхности объекта Т_i=1 = f (τ) и теплового потока через границу жирового слоя q_n2+1 = f (τ) при гипотермическом и криотерапевтическом охлаждении.

Исходные данные:

1. толщина эпителия – δ_э=2 мм;

2. толщина жирового слоя – δ_ж=10 мм;

3. в начальный момент времени при τ =0 температура поверхности объекта – Т_i=1=305 К и температура на внутренней границе – Т_i=n=310 К;

4. температура воды – +2 ^оС;

5. температура газа – 150 К.

Вводим исходные данные на соответствующие листы и определяем максимальную продолжительность охлаждения.

При криотерапии τ_max=133 с (см. рис. 27). Выделяем строку, соответствующую моменту прекращения эксперимента, любым цветом заливки.

Рис. 27. Определение максимальной продолжительности охлаждения

при криогенном охлаждении объекта

Аналогичные действия повторяем на листе «Гипотермия», где τ_max =164 с.

Для построения графика Т_i=1 = f (τ) выделяем диапазон ячеек изменения температуры в интервале 0 ≤ τ ≤ τ_max, копируем в буфер обмена и вставляем на лист «Результаты» при помощи команды «Специальная вставка». Для наглядности результатов пересчитываем значения температуры в шкалу Цельсия (см. рис. 28).

Рис. 28. Пересчет температуры поверхности объекта в шкалу Цельсия

К пересчитанным столбцам температуры добавляем столбец со значениями времени и получаем массив, пригодный для построения диаграммы Т_i=1 = f (τ) (см. рис. 29).

Рис. 29. График изменения температуры поверхности объекта охлаждения

при различных способах отвода теплоты

Диаграмма копируется в редактор Word и снабжается комментарием о наблюдаемых различиях.

Аналогичным образом формируем массив для построения графика q_n2 = f (τ) при n₂=25 и строим диаграмму (см. рис. 30), которую после соответствующего форматирования переносим в отчет о лабораторной работе.

Рис. 30. График изменения теплового потока через внутреннюю границу

жирового слоя

В завершении работы определяем интегральное количество теплоты, прошедшее через участок i=n₂ за время эксперимента:

Для вычисления определенного интеграла воспользуемся формулой численного метода трапеций:

Используя функцию «СУММ», определяем интегральное количество теплоты для гипотермии и криотерапии (см. рис. 31).

Рис. 31. Гистограмма интегральной потери теплоты (кДж/м²) через внутреннюю границу жирового слоя при криотерапии и гипотермии

Разработанный вычислительный аппарат пригоден для выполнения многообразных вычислений, в том числе и для оптимизации технологии криогенной физиотерапии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Исаченко В.А., Осипова А.С., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981– 416 с.

2. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, 1984 –357 с.

3. Акулов А.А., Борзенко Е.И., Зайцев А.В. Теплофизические свойства криопродуктов. Учебное пособие для вузов. СПб.: Политехника, 2001. – 243с.

Дополнительная литература

4. Максимов А.В., Кирьянова В.В. Аэрокриотерапия. Учебное пособие. СПб.: МАПО, 2000 – 20 с.

5. Турчак Л.И. Основы численных методов. М.: Наука, 1987– 319 с.

6. Терновой К.С., Гассанов Л.Г., Земсков В.С. и др. Низкие температуры в медицине. Киев: Наукова Думка, 1980 – 280 с.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: