پديد آورنده :
مظلوم زاده، مهران
عنوان :
تحليل انتقال حرارت در پوست انسان در حين سوختگي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده صنايع و سيستم ها
صفحه شمار :
دوازده، 83ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
احمد صابونچي
استاد مشاور :
محمدرضا سليم پور
توصيفگر ها :
بافت پوست , آسيب حرارتي , توزيع دما , تراوش خون , پاسخ تحليلي
تاريخ نمايه سازي :
16/3/94
استاد داور :
علي اكبر عالم رجبي، محمدرضا توكلي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/10/02
رشته تحصيلي :
صنايع و سيستم ها
دانشكده :
مهندسي صنايع و سيستم ها
چكيده فارسي :
چكيده در اين پاياننامه در مرحله اول يك مدل يكبعدي و تكاليه بافت بهمنظور شبيهسازي فرآيند سوختگي ناشي از تماس س طح پوس ت ب ا يك منبع حرارتي با دماي باال ارائه ميشود به منظور در نظر گرفتن آثار حرارتي گردش خون در بافت از مدل انتق ال ح رارت در باف ت زنده پنس استفاده ميشود در حين تماس دماي منبع حرارتي ثابت فرض ميشود همچنين هيچ گونه مقاومت حرارتي تماسي ب ين س طح پوست و منبع حرارتي در نظر گرفته نميشود در ابتدا معادله پنس براي يافتن توزيع دائمي دما در بافت پوست با در نظر گرفتن جابج ايي روي سطح پوست حل ميشود سپس از روش جداسازي متغيرها به منظور حل تحليلي معادله پنس با دماي سطح پوس ت ثاب ت در ح ين سوختگي استفاده ميشود براي اين كار از توزيع دماي دائمي به دست آمده به عن وان ش را اولي ه ب راي توزي ع دم ا در ح ين س وختگي استفاده ميشود بدين ترتيب تابع دماي مورد نظر بر حسب پارامترهاي درگير در مسئله از جمله نرخ تراوش خ ون خ واص ترم وفيزيكي موثر بافت و خون دماي منبع حرارتي دماي خون س رخرگي دم اي هس ته ب دن عم ق هس ته دم اي مح يط و ض ريب انتق ال ح رارت جابجايي محيط به دست ميآيد اثر تراوش خون دما و ضريب انتقال حرارت جابج ايي مح يط ب ر توزي ع دم اي اولي ه و گ ذراي باف ت بررسي ميشود مقايسه نتايج بهدست آمده با كارهاي قبلي تطبيق قابل قبولي را نشان ميدهد در مرحله دوم به جاي استفاده از مدل س اده تكاليه از مدل دواليه استفاده شده و بدين ترتيب دقت باالتري در نتايج توزيع دما مشاهده ميشود در اين مدل دواليه پوست و باف ت زيرين به دو اليه مجزا و چسبيده به يكديگر تقسيم ميشود يك اليه بافت حاوي خون و يك اليه بافت فاق د خ ون ب راي باف ت ح اوي خون از معادله انتقال حرارت در بافت زنده پنس و براي بافت فاقد خون از معادله كالسيك هدايت حرارتي اس تفاده م يش ود ب ا اعم ال تبديل الپالس روي معادالت و سپس استفاده از قضيه معكوس براي تبديالت الپالس به همراه قضيه باقيمانده كوشي تابع دماي مورد نظر بر حسب پارامترهاي درگير در مسئله به دست ميآيد با قرار دادن تابع دماي بهدست آمده در ي ك ت ابع آس يب ش دت آس يب وارده و درجه سوختگي تعيين ميشود پاسخ پارامتري حاصل براي توزيع دما و آسيب برخالف كارهاي قبلي امكان تحليل دقيق شدت و درجه سوختگي به صورت تخصصي در افراد مختلف اندامهاي مختلف بدن دماهاي مختلف منبع برخوردكننده با س طح پوس ت م دته اي مختلف تماس شرايط محيطي مختلف و حتي شرايط مختلف روحي و جسمي فرد مصدوم را دارا ميباشد ضمنا با توجه به دق ت ب اال و سرعت باالي به دست آمدن نتايج به دليل استفاده از روش تحليلي و پارامتري اميد است كه بتوان از كار انجام شده ب ه منظ ور كم ك ب ه پزشكان معالج براي تشخيص شدت و درجه سوختگي استفاده كرد كلمات كليدي انتقال حرارت بافت پوست آسيب حرارتي توزيع دما تراوش خون پاسخ تحليلي يك
چكيده انگليسي :
84 Analysis of Heat Transfer in Human Skin during Burns Mehran Mazloomzadeh m mazloomzadeh@me iut ac ir Date of Submission 2015 01 17 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Ahmad Saboonchi Ahmadsab@cc iut ac irAbstractIn this thesis first a one dimensional single layer model is presented for simulating the skin burn processresulting from contact of a skin surface with a high temperature heat source The Pennes bioheat equation isused to simulate the thermal effects of blood perfusion in tissue During the exposure the heat sourcetemperature is assumed to be constant and the thermal contact resistance between the skin surface and theheat source is neglected The Pennes bioheat equation is solved for the steady temperature distribution inskin tissue with a convective heat transfer boundary Then the method of separation of variables is used tosolve the Pennes bioheat equation with a constant skin surface temperature during the contact using theobtained steady temperature distribution as the initial temperature distribution The desired temperaturefunction is obtained with respect to the parameters involved in the problem such as blood perfusion rate thermophysical properties of tissue and blood heat source temperature arterial blood temperature bodycore temperature and depth ambient temperature and convective heat transfer coefficient The effects ofblood perfusion ambient temperature and convective heat transfer coefficient on initial and transienttemperature distributions are investigated Comparisons between the results and previous studies show agood agreement In the second part a double layer model is used instead of the single layer one and so ahigher accuracy is obtained In this double layer model the skin and underlying tissue is divided into twodistinguished and attached layers a tissue layer containing blood vessels and a tissue layer containing noblood vessels In order to simulate the thermal behavior of the tissue containing blood vessels the Pennesbioheat equation is used The common differential equation of heat conduction is used for the tissuecontaining no blood vessels The Laplace transform is performed on the equations and the initial andboundary conditions Then the inversion theorem for Laplace transforms and the Cauchy residue theoremare used to obtain the desired skin temperature function with respect to the parameters involved in theproblem Applying temperature histories to a damage model the severity and degree of tissue damage canbe determined Unlike most previous studies the presented closed form parametric solutions allow fortheoretically predicting the extent of tissue damage in different individuals body parts heat sourcetemperatures contact durations ambient conditions and even mental and physical conditions of the injuredperson In addition due to the high accuracy and speed of obtaining results using the closed form analyticand parametric solutions it is hoped that this work will be helpful in assisting physicians to identify theseverity and degree of burns Keywords Heat transfer Skin tissue Thermal damage Temperature distribution Blood perfusion Analytical solution
استاد راهنما :
احمد صابونچي
استاد مشاور :
محمدرضا سليم پور
استاد داور :
علي اكبر عالم رجبي، محمدرضا توكلي
