МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ДЛЯ ОХЛАЖДАЮЩИХ КОСМЕТОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕДУР
Authors: Евдулов О.В. , Абдулхакимов У.И. 
Published: December 2024

Актуальность темы обусловлена необходимостью разработки специальных охлаждающих систем для проведения соответствующих косметологических процедур, дающих возможность повысить как их эффективность и надежность, так и удобство проведения. Целью работы является создание математической модели, описывающей процессы теплообмена в термоэлектрической системе (ТЭС) для охлаждающих косметологических процедур, реализованной в специализированном пакете прикладных программ Elcut, а также анализ полученных результатов расчета. В качестве методов исследования используются численный метод конечных элементов для решения трехмерной нестационарной задачи теплопроводности для поверхности сложной конфигурации с локальными стоками теплоты, учитывающей морфологию и параметры объекта воздействия, наличие теплопритоков из окружающей среды, реализованный в пакете прикладных программ Elcut, технологии обработки цифровой информации на ПЭВМ, специализированная программа Thermoelectric system calculation для определения характеристик стандартных термоэлектрических модулей (ТЭМ), входящих в прибор. На основе математического моделирования получены графики изменения температуры биологического объекта и контрольных точек ТЭС в пространстве и времени для различных мощностей и токов питания ТЭМ, условия эксплуатации прибора при равномерном охлаждении биологического объекта. Установлено, что разработанная ТЭС, реализованная на базе стандартных ТЭМ, выпускаемых отечественными фирмами производителями, может в полной мере обеспечить существующие методики проведения тепловых косметологических процедур. Результаты работы и ее обсуждение могут быть полезны разработчикам систем для проведения тепловых косметологических процедур.

The relevance of the topic is due to the need to develop special cooling systems for carrying out appropriate cosmetic procedures, which make it possible to increase both their efficiency and reliability, as well as the convenience of carrying out. The aim of the work is to create a mathematical model describing the processes of heat transfer in a thermoelectric system (TS) for cooling cosmetic procedures, implemented in a specialized package of Elcut application programs, as well as an analysis of the calculation results obtained. As research methods, the numerical finite element method is used to solve a three-dimensional unsteady thermal conductivity problem for a surface of a complex configuration with local heat sinks, taking into account the morphology and parameters of the affected object, the presence of heat flows from the environment, implemented in the Elcut application software package, digital information processing technology on a PC. a specialized Thermoelectric system calculation program to determine the characteristics of standard thermoelectric modules (TEM) included in the device. On the basis of mathematical modeling, graphs of changes in the temperature of a biological object and control points of a thermal power plant in space and time for various capacities and power currents of the TEM, operating conditions of the device with uniform cooling of the biological object are obtained. It is established that the developed thermal power plant, implemented on the basis of standard thermal power plants produced by domestic manufacturers, can fully provide the existing methods of thermal cosmetic procedures. The results of the work and its discussion can be useful to developers of systems for thermal cosmetic procedures.