Дипломный проект. Криотерапия
Подождите немного. Документ загружается.
_
41
_
Таблица.3.1.Теплофизические свойства биологической
ткани [4]
Т,
0
С -200 -8 -3 -1 50
Объемная
теплоемкость
Сρ, Дж/(см
3
К)
1,8
1,8
64,7
3,16
3,16
Коэффициент
теплопроводн
о-сти λ,
Вт/(мК)
1,68
1,68
0,48
0,48
Хороший контакт термопар и исследуемого образца
осуществлялся следующим образом: сначала закреплялись
термопары в сосуде, а затем туда наливался еще жидкий
раствор желатина. В ходе эксперимента показания термопар
снимались последовательно и циклично через 10секунд. Для
перевода полученных результатов в температуру, на основе
данных [21] была построена градуировочная кривая .
3.4 ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ПОЛУЧЕННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ
_
42
_
Как уже было сказано выше, согласно [22] если
термоэлектроды прокладываются на поверхности на длину не
менее 150-200 их диаметров, (в нашем случае: диаметр
проводов составляет 150 мк, а диаметр сосуда - 14 см,
следовательно термоэлектроды проложены по поверхности на
длину, превышающую 1500 их диаметров) то теплоподвод к
рабочему концу термоэлектрического термометра мал, и им
можно пренебречь.
Приборная погрешность рассчитывалась по формуле,
представленной в паспорте милливольтметра
∆U/U*100%=±(0,04+0,02U
П/
U
х
)= ±0,44%
Так же, существует погрешность, связанная с переводом
полученных показаний из мВ в
0
С [25]:
T=f(
∆
) = f[U
тек
-U
конт
]
δδ
T
dT
dU
U=
()
()
∆
∆
δ
(
∆
U)=
δ
U
тек
+
δ
U
конт
δ
U
конт
=f(T
конт
)=
dU
dT
T
конт
∆
р
=0,065 (мВ)
∆
Т
контр
=1
0
δU
тек
=δU
приб
=5*0,0044=0,022 (мВ)
δ
(
∆
U)=0,022+0,065=0,087
δδ
T
dT
dU
U==
()
(),
∆
∆ 143
Так же возможен промах при определении времени. В
начале промораживания нестационарность проявляется в
большей мере, чем в конце. Этот этап длится от 1 до 1,5
минут. Здесь ошибка будет более заметна, чем в последующие
моменты времени, где температурные зависимости
_
43
_
практически не меняются во времени. Возможный промах
составляет 1 с. Был проведен расчет погрешности, связанной с
этим промахом для начальной области. В расчете
использовалась зависимость, где ошибка была бы
максимальной (показания термопары Т
1
, опыт представлен на
рис 4.1) [25]:
δδ
T
dT
dt
t==
()
() ,12
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
4.1 ПЕРВИЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО ПРОМОРАЖИВАНИЮ
МОДЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
Целью экспериментов является получение информации
об изменении поля температур в модулирующей
биологическую ткань среде в зависимости от нескольких
параметров: расход криоагента, диаметр сопла, отношения
расстояния до поверхности к диаметру сопла, некоторых
других факторов.
Расход криоагента в наших опытах имел два значения
:
3,2*10-4 и 1,3*10 - 4 (м3/с). Приведенные значения являются
усредненными за период работы аппарата, за исключением
начального нестационарного этапа, в течении которого
поверхность модельной среды не подвергалась воздействию
струи. Для получения указанных значений были проведены
специальные градуировочные опыты.
Различные значения расхода были получены изменением
мощности нагревателя аппарата. Первому значению расхода
соответствует мощность равная
50 Вт, второму - 18 Вт.
_
44
_
В экспериментах применялись сопла диаметром 1 и 2 мм.
Расстояния от модельной среды до среза сопла составляли 6 и
12 мм. Таким образом, в экспериментах отношение расстояния
до поверхности к диаметру сопла принимало три значения: 3, 6
и 12.
_
45
_
рис 4.1: расход - 1,3*10 -4 м3/с, диаметр сопла - 2 мм., h/d=6.
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
t , мин
Т ,С
T0
T5
T3
T15
T8
_
46
_
рис 4.2: расход - 1,3*10 -4 м3/с, диаметр сопла - 2 мм., h/d=3.
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
00,511,522,533,544,555,566,577,588,599,51010,511
t, мин
Т, С
T0
T5
T3
T15
T8
_
47
_
рис 4.3: расход - 1,3*10 -4 м3/с, диаметр сопла - 1 мм., h/d=12.
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12
t, мин
Т, С
T0
T5
T3
T15
T8
_
48
_
рис 4.4: расход - 3,2*10 -4 м3/с, диаметр сопла - 2 мм., h/d=6
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8
t, мин
Т, С
T0
T5
T3
T15
T8
_
49
_
рис 4.5: расход - 3,2*10 -4 м3/с, диаметр сопла - 2 мм., h/d=3
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
00,511,522,533,544,555,566,577,588,5
t, мин
Т, С
T0
T5
T3
T15
T8
_
50
_
рис 4.6: расход - 3,2*10 -4 м3/с, диаметр сопла - 1 мм., h/d=12
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8
t, мин
Т, С
T0
T5
T3
T15
T8