Using finite difference methods to calculate heat transfer in freezing the flat surface of humid materials by cryogenic technique

• Main Author: Thái Ngọc Sơn
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Vietnamese
• Published: The University of Danang 2017
• Subjects: liquid nitrogen; heat transfer; cancer; cryogenic technique; finite difference method; lỏng nitơ; truyền nhiệt; ung thư; kỹ thuật cryo; phương pháp sai phân hữu hạn; Ice Sheet
• Online Access: https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/3524

One of the methods to destroy cancer cells is freezing them to very low temperatures using cryogenic technique. To perform this technique, we need to answer these questions: how process of freezing tumor occurs, how fast the freezing and distributing of temperature in the ice is, etc. In [1], the authors use calculus and analysis to solve the above problems. This paper presents the heat transfer when freezing the flat surface of humid materials using finite difference method, thereby, calculating the thickness of the ice sheet formed during the freezing time. This is a fundamental problem that helps scientists determine the freezing time needed to destroy cancer cells with cryogenic technique. The author has set up equations, built software in the Excel, and used VBA to solve the problem. The results are compared with the ones under analysis and other calculus methods. The calculation error between methods is less than 15% Một trong những cách để tiêu diệt tế bào ung thư là làm lạnh nó đến nhiệt độ rất thấp bằng kỹ thuật Cryo. Để thực hiện liệu pháp này, cần xác định tốc độ đóng băng và phân bố nhiệt độ trong khối u hóa rắn. Trong [1], các tác giả đã sử dụng phương pháp giải tích để giải quyết các vấn đề trên. Bài báo này trình bày tính truyền nhiệt khi cấp đông cho bề mặt phẳng vật ẩm bằng phương pháp sai phân hữu hạn, qua đó tính độ dày của lớp băng được hình thành theo thời gian cấp lạnh. Đây là bài toán cơ sở giúp các nhà khoa học xác định thời gian làm lạnh cần thiết để tiêu diệt có định hướng các tế bào ung thư bằng kỹ thuật Cryo. Tác giả đã thiết lập phương trình, xây dựng phần mềm trong môi trường Excel, dùng VBA để giải bài toán. Kết quả tính toán được so sánh với kết quả tính theo phương pháp giải tích và phương pháp số khác. Sai số kết quả tính giữa các phương pháp là nhỏ hơn 15%