Реферат: В современной медицинской анестезиологической практике широко распространен ингаляционный наркоз. В процессе ингаляционной анестезии пациент вдыхает воздушно-дыхательную смесь, содержащую наркотизирующий агент, после чего переходит в обезболенное состояние, позволяющее проводить хирургические манипуляции. Накопление углекислого газа в наркозно-дыхательной смеси, происходящее в результате дыхания пациента, отрицательно влияет на здоровье пациента. С целью устранения указанной проблемы в контуры наркозных установок встраивают адсорберы со сменным поглотителем СО2. В рамках настоящей работы была разработана математическая модель адсорбера, описывающая динамику сорбции СО2 в детском наркозном аппарате. На первом этапе работы были получены экспериментальные выходные кривые диоксида углерода при разных скоростях подачи газовоздушной смеси и концентрации СО2. На втором этапе работы для расчёта модели использовались следующие параметры сорбционной системы: геометрические размеры слоя (адсорбера), скорость подачи газа в слой, концентрации реагентов в газовом потоке на входе в слой, физико-химические свойства веществ. Моделирование проводили в пакете «Comsol multiphysics 5.4». Была сгенерирована одномерная квазигомогенная нестационарная математическая модель, получены дифференциальные уравнения, описывающие химическую реакцию с дезактивацией и конвективный перенос СО2 в насыпном слое сорбента в адсорбере. Результаты моделирования хорошо совпадают с экспериментом по поглощению СО2 в адсорбере наркозно аппарата. Использование периодического граничного условия подачи газа в адсорбер в полученной модели позволило сделать оценку времени защитного действия сорбента во время операций под наркозом. В качестве исходных данных для моделирования среднее значение концентрации углекислого газа на выдохе человека брали равным 4% об., остальные параметры подбирали индивидуально, исходя из среднестатистических данных дыхания детей. Время действия стандартной загрузки детского аппарата (150 г. сорбента Draegsorb 800) для ребенка 5 лет составило 530 мин., для 10 летнего – 300 мин. Разработанная модель позволяет проводить оценку времени действия поглотителя во время операции, что может быть использовано врачами для предотвращения непредвиденных ситуаций, связанных с отравлением CO2. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Новосибирской Области - субъекта РФ в рамках научного проекта № 19-43-543013.

Библиографическая ссылка: Деревщиков В.С. , Казакова Е.Д.
Нестационарная модель хемосорбции СО2 в адсорбере наркозного аппарата
IV Всероссийский научный симпозиум (с международным участием) "Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов" 01-03 июл. 2019