WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Хірургічне лікування хворих на генералізований пародонтит з використанням системної ензимотерапії і пентоксифіліну (автореферат) - Реферат

Хірургічне лікування хворих на генералізований пародонтит з використанням системної ензимотерапії і пентоксифіліну (автореферат) - Реферат

Описаний підхід дозволяє замінити небезпечний для людини фізичний експеримент математичним експериментом.

На основі експериментальних досліджень одержано таку залежність швидкості зміни лавинної складової струму крізь тіло людини від uhекв

dihлав/dt = exp(6,377ln uhекв – 31,964),

де uhекв- напруга, яку необхідно прикласти до сукупності нелінійних резисторів моделі тіла людини, щоб досягти такої ж зміни струму в моделі, як у випадку реального лавинного процесу за дії Uh=const. Цю залежність використано під час аналізу впливу значення прикладеної напруги і площі дотику електродів на характер лавинного процесу в тілі людини (рис.4).

Як видно з рис.4 у випадку Uh=const для електродів з меншою площею дотику початкове значення струму менше, але значно вища швидкість його зростання. У інтервалах часу, для яких характерне співвідношення ih(F)>ih(F) заумови F, дотик до електродів з меншою площею викликає значні електротравми.

Незворотні процеси в тілі людини у випадку дії на неї змінної напруги. Результати дослідження незворотних процесів в тілі людини під дією постійної напруги показали, що для кількісного аналізу процесів достатньою є заступна схема тіла, що складається з послідовно з'єднаних лінійного і нелінійного резисторів. За дії змінної напруги необхідно враховувати, що різні частини (шари) тіла, через які проходить електричний струм, мають не тільки різну активну електропровідність, але і ємнісну. Це зумовлює принципово інший, аніж за дії постійної напруги, розподіл змінної напруги між ланками заступної схеми (шарами тіла людини). Розподіл залежить від частоти і значення прикладеної напруги, площі поверхні дотику тіла до струмовідних частин електродів, а також шляху замикання струму в тілі людини.

Виникнення незворотних процесів має енергетичну природу. З урахуванням цього можна стверджувати, що на змінній напрузі лавинний процес зростання струму починається тоді, коли потужність, що виділяється в першому шарі тіла (відповідно в ланці з найбільшою сталою часу) дорівнює потужності, що виділяється в цьому шарі на постійній напрузі в момент початку лавинного наростання струму

.

Виникає проблема коректного використання залежності diлав/dt=f(uhекв), одержаної на постійній напрузі, у випадку дії змінної напруги. Для розрахунку процесу лавинного наростання струму на змінній напрузі використано розширену модель тіла людини, наведену на рис.5. В кожній ланці резистор ri еквівалентує ряд паралельно і послідовно з'єднаних елементарних резисторів. На рис.5 це показано на прикладі резистора r1.

Для визначення початкової швидкості diлав/dt на другому і подальших інтервалах часу використано прийом, запропонований для випадку дії постійної напруги. Метод визначення струму на базі синтезованих моделей підтверджений порівнянням розрахованої зміни в часі миттєвих значень струму через тіло людини (рис.6,а) з осцилограмою проф. Г.Бігельмайера, знятою експериментально для таких самих умов (рис.6,б).

Під дією змінної напруги лавинний процес, наприклад, в першому шарі (r1,c1)залежить від величини прикладеної до цього шару напруги U1~. Для використання залежностей, отриманих для постійної напруги, напруга U1~зведена до еквівалентної постійної напруги на нелінійних резисторах моделі.

За дії постійної напруги через всі резистори ri заступної схеми рис.5 проходять однакові струми Ih і тому можна записати:

Слід зазначити, що під Uhекв розуміємо таку постійну напругу, прикладену до k нелінійних резисторів моделі тіла, за якої до першої ланки прикладено напругу U1==U1~ , а, отже, однаковою є і початкова швидкість зміни лавинної складової струму ілав(t), яка визначається саме Uhекв. В лавинному процесі струм через тіло людини зростає за інтервал часу t від ihдо ih=ih+ih, що еквівалентне згоранню одного з елементарних резисторів r1e(на рис.5 заштрихований) резистора r1. Вольтамперна характеристика резистора rтепер визначається рівнянням Uh(Ih)t=t=Uh(Ih)t=0, де - коефіцієнт, що характеризує частку непошкоджених резисторів першої ланки моделі .

Вплив площі дотику електродів і частоти напруги на умови виникнення лавини струму в тілі людини. Проведеними дослідженнями показано, що залежність критичної потужності Ркр початку необоротних процесів в тілі людини (лавини струму) за дії постійної напруги від площі поверхні дотику електродів апроксимується рівнянням

Pkp = exp(0,2273F)+34,025 (мВт) .

Залежність Ркр=f(F) та нелінійність вольтамперних характеристик людини, зумовлює різне значення початкової напруги Uhкр в залежності від F. Найменші значення Uhкрвідповідають площі електродів F від 1 см2 до 5 см2. Для F<1 см2 та F>5 см2 значення Uhкр істотно зростають. Для випадків F<1см2 та F>5см2 імовірність одержання місцевої електротравми зменшується.

Для площ поверхні дотику F>5см2, якщо Uh<Uhкр, початкове значення струму Ih буде більшим від значення для F<5 см2, але після виникнення у випадку F<5 см2 лавини струму він швидко наростає до значень більших, ніж значення струму для F>5см2. Тому, крім одержання місцевої травми додатково зростає дія струму на центральну нервову систему. Звичайно, наведені тут кількісні значення справедливі для однієї особи і лише для одного шляху струму в тілі людини "рука-рука". Але нема принципових труднощів щодо поширення запропонованого методу на довільну спільноту людей та на будь-який шлях струму через тіло людини.

В проведених дослідженнях одержане мінімальне значення критичної постійної напруги Uкр.мін=72 В. Тому за критерієм відсутності місцевої електротравми допустимі короткочасні постійні напруги дотику для цієї особи не повинні перевищувати 72 В.

На підставі аналогічних досліджень пропонується обмежити допустиму короткочасну напругу дотику для частоти 50 Гц значенням 104 В, не пов'язуючи його з площею поверхні дотику до електродів. Значення ж допустимих струмів Іh пропонується усунути зі стандарту.

Для промислових електроустановок пропонується нормовані значення допустимих напруг вважати гранично допустимими значеннями напруг ураження змінивши відповідну термінологію стандарту (загальні вимоги, терміни тощо). Відсутність електротравм в промислових електроустановках може бути забезпечена за умови застосування додаткових організаційних і технічних заходів, зокрема індивідуальних захисних засобів.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі розв'язано наукову задачу з розроблення методу побудови моделей тіла людини для нормального та аварійного режимів роботи електричного устаткування. В рамках розв'язання цієї задачі отримано такі основні результати.

  1. Розроблений в дисертації метод визначення вольтамперних характеристик людини за дослідними даними, знятими у безпечному діапазоні струмів і напруг дотику, дозволяє одержати результати для довільних електричних дій.

  2. Обґрунтовано метод математичного опису електрофізичних властивостей тіла людини дає можливість провести безпечні дослідження дії електричного струму на численних групах людей і отримати представницьку базу даних натурних експериментів.

  3. Запропоновано і обґрунтовано структуру моделі тіла людини у вигляді багатоелементного двополюсника, яка адекватно відтворює його електричні параметри.

  4. Розроблено метод оптимального параметричного синтезу моделі тіла людини за критерієм мінімуму середньоквадратичного відхилення для нормального режиму роботи електроустановки (лінійна модель). Лінійна модель використана як базова для розроблення моделі, що адекватно відтворює властивості тіла у широкому діапазоні напруг - в аварійному режимі роботи електроустановок (нелінійна модель).

  5. Розроблено та програмно реалізовано алгоритм оптимального синтезу параметрів моделі за дослідними частотними та вольтамперними характеристиками.

  6. Показано, що дослідження дії електричного струму на людину непрямими методами в широкому діапазоні зміни факторів впливу можливе моделюванням явищ, пов'язаних з такою дією. Експерименти на математичних моделях значно зменшують необхідну кількість фізичних експериментів на людях, дають можливість отримати результати в широкому діапазоні зміни параметрів - як людини, так і факторів дії, визначити закономірності розвитку необоротних процесів в тілі людини.

  7. Комп'ютерне моделювання лавини струму (місцевої електричної травми) для численних груп людей, аналіз результатів модельних експериментів дають можливість обґрунтування допустимих напруг дотику та струмів за критерієм відсутності електротравми з врахуванням залежності умов виникнення лавини струму в тілі людини від площі поверхні дотику до струмовідних частин. Метод обґрунтування допустимих значень напруги дотику дозволяє розпочати роботу з розроблення нової системи нормативних документів з електробезпеки.

Loading...

 
 

Цікаве