Тепловая цепочка новорожденных приказ 152. На грудь - к папе

Особенности теплового баланса и факторы, нарушающие терморегуляцию новорожденного. Тепловой баланс = теплопродукция + теплоотдача У взрослых теплопродукция осуществляется в результате обмена веществ и мышечной активности У новорожденных теплопродукция осуществляется с помощью других механизмов – важным источником тепла у младенцев является 1. бурая жировая ткань (обеспечивает 90% потребности в тепловой энергии). Около 10% потребности в тепловой энергии обеспечивается за счет 2. метаболизма глюкозы.

Теплоотдача 1. Теплопроведение (кондукция)- передача тепла от более нагретого тела окружающим предметам внешней среды путем непосредственного контакта (кондукция). Потеря тепла путем проведения происходит, если кожа ребенка непосредственно контактирует с холодной поверхностью, особенно металлической (столик, весы).

2. Теплопроведение (конвекция) – передача тепла от более нагретого тела окружающим предметам внешней среды путем перемещения более нагретого воздуха с поверхности тела. Потеря тепла путем конвекции происходит, если воздух в помещении холодный, повышено движение воздуха (вентилятор, частое открывание дверей, чрезмерное движение в помещении)

3. Теплоизлучение (радиация) – свойство поверхности, нагретой до определенной температуры, излучать тепло в виде лучистой энергии (инфракрасного излучения). Потеря тепла путем радиации происходит в том случае, если новорожденный окружен холодными предметами, даже без непосредственного контакта с холодной поверхностью (например, кроватка или кувез близко расположены у стены или окна).

4. Испарение – потеря тепла таким путем происходит, если кожа новорожденного влажная (околоплодные воды, купание), а также если температура окружающей среды равна температуре тела или незначительно ниже ее. Кожа новорожденного содержит большое количество воды, поэтому потеря тепла путем испарения может достигать 24 -25% от всего объема теплопродукции.

Термонейтральная зона температур Диапазон температуры окружающей среды, при котором нормальная температура тела поддерживается при минимальной теплопродукции, т. е. в условиях основного обмена. Для взрослых это 28 -30 о С, Для обнаженного новорожденного 32 -34 о С, Для недоношенного 35 -36 о С. Это объясняется тем, что теплоотдача у новорожденного более интенсивная, чем теплопродукция. Позднее прикладывание к груди и голодание в первые часы и сутки жизни влияют на температурный баланс и возможности теплопродукции!

Патогенез развития гипотермии В каскаде компенсаторноприспособительных реакций первоначально активируются кожные холодовые рецепторы и гипоталамический центр регуляции. Начальная стадия гипотермии характеризуется активацией процессов обмена, в дальнейшем происходит угнетение метаболизма.

Клинические последствия гипотермии Нарушения свертывания крови и легочные кровотечения. Повышенный риск развития РДС. Повышенный риск развития инфекций. Склерема, отеки, желтуха. Нарушения функции сердца. Задержка физического развития.

Звенья «тепловой цепочки»: Проводить занятия с медперсоналом, осуществляющим уход за ребенком после родов. родзал должен быть теплым, без сквозняков. Поверхности, на которые выкладывают ребенка чистые и теплые. Должны быть наготове теплые пеленки и одеяла. Немедленно обсушить тело ребенка сразу после рождения. Надеть на голову теплую шапочку, носочки. Как можно быстрее завернуть младенца и передать матери. Приложить к материнской груди. Укрыть мать и ребенка одним одеялом. При переводе в другое помещение обеспечить тепло и надежный транспорт.

Преимущества использования «гнездышка» Улучшает самочувствие Способствует развитию движений младенца Профилактика/уменьшение числа ненормальных положений тела Родителям следует предлагать участвовать в уходе

Метод « Кенгуру» Поддерживает адекватную терморегуляцию, способствует грудному вскармливанию, позволяет наблюдать за ребенком Мать держит ребенка в вертикальном положении, прижатым к своему телу Чем раньше после родов начинается такое общение, тем успешнее оно будет

Преимущества метода « Кенгуру»: Снижение риска гипотермии Снижение риска перекрестных, внутрибольничных инфекций Улучшение общего психомоторного развития Дети лучше спят, меньше плачут, больше прибавляют в весе

Src="http://present5.com/presentation/45167693_159776112/image-18.jpg" alt="Критерии для использования метода « Кенгуру» Роды при сроке беременности > 30"> Критерии для использования метода « Кенгуру» Роды при сроке беременности > 30 недель Вес при рождении >1100 г. Хорошее общее состояние здоровья Частичная возможность сосать

Что такое тепловая цепочка, ее основные этапы, какое значение она имеет для новорожденного малыша?

Что такое тепловая цепочка, в чем суть метода

После появления на свет, малыш очень уязвим, у него отсутствует нормальная терморегуляция. Первые несколько часов, ему необходимо пройти период привыкания к новым условиям жизни. Для лучшей и не так остро ощутимой адаптации, важно персоналу и всем участникам родовой деятельности осуществлять определенные действия или так называемую тепловую цепочку, которые помогут ребеночку справиться с задачей, а именно, безболезненно и быстро приспособиться к внешнему миру.

Важность мягкой адаптации новорожденного

Организм новорожденного, конечно, самостоятельно адаптируется не только к окружающей среде, но и ее изменениям. Однако порядок действий персонала и матери во время и после родов, дает возможность деткам менее дискомфортно проходить привыкание. Так малыш подвергается меньшему стрессу, в результате чего лучше кушает, спит, прибавляет в весе.

Этапы тепловой цепочки

Чтобы адаптация нового маленького человека прошла без осложнений, выполняются следующие действия:

• Обеспечение персоналом роддома максимально комфортной температуры — от +25.
• После появления на свет, ребенка необходимо быстро завернуть в пеленки, а его кожу высушить на сухо.
• Положить ребенка на живот матери, чтобы он в полной мере смог познакомиться с мамой — самым родным и близким человеком.
• Пока он находится на теле матери, одеть носочки и шапочку.
• Малыша вместе с его счастливой родительницей нужно укрыть одеялом.
• Контактировать кожа младенца и его матери должна не менее полу часа. Если ребеночек пришел в этот мир с помощью кесарева сечения, то прижать его к себе может отец или другой присутствующий родственник, чтобы «кожа к коже» прикоснулась.
• При перевозке матери и ребенка в палату, забирать одеяло у них нельзя.
• Первая попытка приложить малыша к груди нужно, чтобы произошла не позже, чем минут через 30 после родоразрешения.
• Взвешивать и мыть ребеночка можно потом, когда его температура более-менее стабилизируется.
• Все процедуры осуществлять с малышом следует, соблюдая тепловой режим. Температура окружающей среды должна быть не ниже 25.

И последнее — мать с ребенком нельзя разлучать на длительное время. Ведь плач малыша стимулирует лактацию. Грудное вскармливание способствует более быстрому восстановлению матки после родов.

Риски при несоблюдении тепловой цепочки

Нарушение этапов тепловой цепочки может вызвать:

• Проблемы с сердечно-сосудистой системой.
• Возникновение более тяжелой формы физиологической желтухи.
• Появление склеремы или отечности.
• Развитие инфекционных болезней.
• Респираторный дистресс.
• Нарушения в циркуляции крови и ее творении.
• Существует риск плохой лактации.

Тепловая цепочка имеет очень большое значение для самочувствия ребеночка. Если ее не соблюдать, могут возникнуть нежелательные последствия.

Тепловая цепочка при кесаревом сечении

При операционном вмешательстве во время родов, все этапы тепловой цепочки соблюдаются, кроме:

• Нельзя малыша помещать на живот матери.
• Следует воздержаться от прикладывания к груди не только первые 30 минут жизни малыша, но и несколько суток, пока все медикаменты покинут организм и наладится лактация.

Чтобы тепловая цепочка не прерывалась, то ребеночка кладут на грудь мужчины, его отца. Тогда контакт «кожа к коже» осуществляется без потерь.
Хотя понятие тепловой цепочки появилось сравнительно недавно, наши предки уже давно ее соблюдали. В обязательном порядке давали малыша матери, и осуществляли ранее прикладывание к груди. Чтобы поддерживать определенную температуру в помещении, роды проводили в бане, предварительно ее истопив. Ребеночка мыли и пеленали уже после того, как он обсох и согрелся. На современном этапе тоже пересмотрели все неправильные подходы к родам и врачи стараются создать максимально комфортные условия не только для малыша, но и его матери.

РЦРЗ (Республиканский центр развития здравоохранения МЗ РК)
Версия: Архив - Клинические протоколы МЗ РК - 2007 (Приказ №764)

Гипотермия новорожденного, вызванная факторами внешней среды (P81.0)

Общая информация

Краткое описание

Тепловая защита - это ряд мер, принимаемых при рождении и в первые дни жизни, чтобы ребенок поддерживал нормальную температуру тела в пределах 36,5- 37,5ºС, не переохлаждался (температура менее 36,5ºС = гипотермии) и не перегревался (температура более 37,5ºС = гипертермии).

Общие цели: профилактика нарушений адаптации и реализации неотложных состояний и заболеваний у новорожденных в условиях постнатальной жизни.

Код протокола: H-P-036 "Тепловая защита новорожденного"

Профиль: педиатрический
Этап: стационар

Факторы и группы риска

Факторами риска температурной нестабильности могут быть:

Врожденные аномалии - дефекты абдоминальной стенки и спинальные;

Дети с поражением ЦНС - снижение функции центральной терморегуляции;

Дети, требующие реанимации - увеличение внешних влияний;

Нарушения «тепловой цепочки»;

Неадекватная тепловая защита.

Необходимость соблюдения тепловой защиты новорожденного определяется:

Несовершенством теплорегуляции у новорожденных и невозможностью поддержания нормальной температуры тела в среде, которая по температуре комфортна для взрослых;

Нет единой окружающей температуры, поддерживающей нормальную температуру тела для всех новорожденных (с любой массой тела и любым гестационным возрастом, в любом состоянии;

Чем меньше масса тела при рождении и гестационный возраст младенца, тем он менее приспособляем к холоду и теплу;

Наиболее часто новорожденный после рождения попадает в среду, температура которой низка для новорожденного (20-23ºС);

Обнаженный новорожденный ребенок страдает от потери тепла в среде с температурой 23ºС также, как обнаженный взрослый при температуре 0ºС.

Лечение за рубежом

Пройти лечение в Корее, Израиле, Германии, США

Лечение за рубежом

Получить консультацию по медтуризму

Лечение

Для обеспечения тепловой защиты сразу после рождения ребенка необходимо соблюдение 10 шагов тепловой цепочки.

Тепловая цепочка - это ряд взаимосвязанных действий, которые проводятся во время рождения и в первые несколько часов и дней жизни, чтобы минимизировать потери тепла у всех новорожденных (с нормальной массой и маловесных):

Теплый родильный зал;

Немедленное обсушивание новорожденного;

Передача ребенка матери, контакт «кожа к коже»;

Раннее грудное вскармливание;

Отложить взвешивание и купание;

Соответствующее пеленание ребенка;

Совместное пребывание матери и ребенка;

Транспортировка в теплых условиях;

Реанимация в теплых условиях;

Повышение уровня подготовки и знаний медицинских работников и родителей.

Как предупредить потери тепла при рождении:

Шаг 1. Температура в родильном зале постоянно должна быть не менее 25-28ºС.

Шаг 2,3,4,5:

Положить родившегося ребенка на живот матери (контакт «кожа к коже»);

Тщательно обсушить его (предварительно согретыми) теплой пеленкой или теплым махровым полотенцем;

Отбросить мокрую пеленку (полотенце) и накрыть новорожденного тремя теплыми пеленками и одеяльцем, надеть на голову теплую шапочку;

Начать грудное вскармливание в родильном зале, когда ребенок сам будет готов;
- в послеродовых палатах поощрять кормление ребенка по требованию днем и ночью;

Купание новорожденного вскоре после рождения не рекомендуется, так как может привести к резкому снижению температуры его тела;
- кровь, меконий (при их наличии) и часть смазки удаляются во время обтирания младенца при рождении;
- остаток смазки удалять не рекомендуется, так как она снижает потери тепла.

Если поверхность тела ребенка сильно загрязнена кровью или меконием, его можно искупать через 2-6 часов после рождения при условии:

Температура воздуха в палате не ниже 28°С;

Температура воды в ванночке 37,5°С;

Сразу после купания завернуть ребенка в теплое сухое полотенце и тщательно обсушить его с головы до пяток;

Быстро запеленать ребенка, не забыв надеть ему шапочку;

Положить ребенка к матери и приложить к груди.

При смене пеленок необходимо следить за тем, чтобы ребенок не охлаждался, выполнять все процедуры быстро.

Шаг 6. Соответствующее пеленание ребенка: предпочтительнее одевать ребенка свободно в хлопчатобумажную одежду, или пеленать только нижнюю часть тела, одев на верхнюю часть тонкую и теплую распашонки, оставляя руки и голову (в шапочке) свободными для движений.

Шаг 7. Совместное пребывание матери и ребенка: круглосуточное пребывание с матерью обеспечивает не только тепловую защиту новорожденного (мать - лучший «инкубатор»), но и преимущественную колонизацию новорожденного материнской микрофлорой, антитела против которой он получает с материнским грудным молоком - это способствует профилактике развития внутрибольничных инфекций.

Шаг 8. Транспортировка в теплых условиях (если создалась необходимость в переводе ребенка в другое отделение или больницу):

Согревайте ребенка, пока ожидается его транспортировка;

Информация

Источники и литература

1. Протоколы диагностики и лечения заболеваний МЗ РК (Приказ №764 от 28.12.2007)
   1. Список использованной литературы: 1. Основы ухода за новорожденными и грудное вскармливание. Учебный семинар. Европейское региональное бюро ВОЗ, 2002 г, 173 с. 2. Оказание стационарной помощи детям. Руководство по ведению наиболее распространенных заболеваний в условиях ограниченных ресурсов. Карманный справочник. ВОЗ, Европа, 2006 г, 378 с. 3. Termal control of the newborn: a practical guide. Maternal Health and Safe Motherhood Programme Division of Family Health World Organization. Geneva, 1993, 2. 4. Adamson K., Towel M. Thermal homeostasis in fetus and newborn. Anasthesiology, 26:531- 548, 1965. 5. Dahm L.S., James L.S. Newborn temperature and calculated heat loss in the delivery room. Pediatrics, 49:504-513, 1972. 6. Karlson H. Skin-to-skin cfre:heat balance. Arch Dis. Child, 75:F 130-F132, 1996. 7. Kumar R., Aggarwal A.K. Accuracy of maternal perception of neonatal temperature, accepted for publication in Indian Pediatrics, Jul/Agu. 1996. 8. Smales ORS, Kime R. Thermoregulation in babies immediately after birth. Arch. Dis. Child.53: 58- 61,1978. 9. HenningssonA, Nystron B, Tunnel R. Bathing or washing babies after birth. Lancet, ii:1403, 1981.

Информация

Список разработчиков: Чувакова Т.К.

Прикреплённые файлы

Внимание!

• Занимаясь самолечением, вы можете нанести непоправимый вред своему здоровью.
• Информация, размещенная на сайте MedElement, не может и не должна заменять очную консультацию врача. Обязательно обращайтесь в медицинские учреждения при наличии каких-либо заболеваний или беспокоящих вас симптомов.
• Выбор лекарственных средств и их дозировки, должен быть оговорен со специалистом. Только врач может назначить нужное лекарство и его дозировку с учетом заболевания и состояния организма больного.
• Сайт MedElement является исключительно информационно-справочным ресурсом. Информация, размещенная на данном сайте, не должна использоваться для самовольного изменения предписаний врача.
• Редакция MedElement не несет ответственности за какой-либо ущерб здоровью или материальный ущерб, возникший в результате использования данного сайта.

«Есть такие дома волшебные, особо важные для людей, где побывали мы все, наверное, где получают отцы детей», — пел когда-то известный бард Олег Митяев.

Это, наверное, единственная песня, посвящённая «в жизни самому первому, и самому главному дому» — родильному. Именно здесь происходит настоящее чудо — рождение нового человека. И работающие в роддоме врачи, которые, конечно, материалисты, всё-таки считают, что ребёнок — это драгоценность, дарованная Богом.

…Городской родильный дом после недавнего ремонта сейчас радует глаз: большое, светлое здание, отделанное современными материалами, чистота и стерильность. Много здесь изменилось и в обеспечении высокотехнологичным оборудованием медицинского назначения.

Какие новшества произошли за последнее время в доме, где каждый день на свет появляются маленькие граждане нашей страны? Этот и другие вопросы мы задали заведующей акушерским отделением городского роддома Татьяне ПОЛЕКАРЕНКО.

«Тепловая цепочка»

Для ребёнка появление на свет — это большой стресс. И чтобы свести к минимуму его последствия, в нашем роддоме в последние годы введено такое новшество, как так называемая «тепловая цепочка». Если раньше ребёночка после рождения лишь показывали и уносили, то теперь он остаётся в родзале. При естественных родах малыш сразу идёт на контакт с мамой — для сохранения тепла ему надевают шапочку и носочки, кладут тельцем на живот родительницы и накрывают одеялом. В таком состоянии они могут находиться от 40 минут до трёх часов.

Сразу же после родов происходит и первое прикладывание к груди. Малыш, лёжа на маме, слышит её сердцебиение, успокаивается и чувствует себя лучше. А для матери — это самый счастливый момент, как награда за те страдания, что она перенесла. Практикуется также совместное пребывание в одной палате мамы и ребёнка, что тоже хорошо влияет на состояние обоих.

А если у женщины роды прошли посредством кесарева сечения, то «тепловая цепочка» может происходить с папой. Точно так же мы малыша одеваем и кладём животиком на папину грудь. В чём смысл этой процедуры? Считается, что при рождении ребёнок стерилен, и необходимо, чтобы его кожные покровы обсеменились флорой родителей, то есть, той флорой, с которой он будет отныне в контакте. Кстати, отмечается, что папы, прошедшие через «тепловую цепочку», получают необыкновенный эмоциональный заряд: некоторые даже плачут, когда им кладут на грудь новорождённого малыша. Они ещё бережнее относятся к жене, у них раньше просыпаются отцовские чувства.

Mногие сейчас рожают вторых детей. Фото: www.russianlook.com

Практикуется у нас и присутствие папы на протяжении родов. Сейчас уровень предродовой подготовки родителей довольно высокий, и многие папы даже сами перерезают пуповину новорождённого. Присутствие мужа на родах имеет положительное влияние как на матерей, так и на отцов. Мужчина видит, какой это непростой процесс — появление на свет чада, а для женщины в такой момент поддержка любимого человека неоценима.

Современная жизнь

- Правда, что сейчас здоровых женщин мало, и, в основном, они рожают при помощи кесарева сечения?

- В последнее время процент нормальных родов несколько вырос. Хотя, к сожалению, современная жизнь такова, что абсолютно здоровых женщин становится меньше. И потому изначально многим уже показаны роды при помощи кесарева сечения: это, к примеру, если у роженицы заболевания сосудисто-сердечной, мочевыделительной системы и т.д., которые осложняют течение беременности и родов.

Кроме того, вырос процент беременности в результате ЭКО. Также повысился возраст рожающих. Для этих категорий рожениц часто предписывается кесарево сечение. К тому же, если раньше для врачей была установка, что состояние матери в родах — превыше всего, то теперь мы должны в любом, даже архисложном случае, бороться и за женщину, и за младенца. Если в естественных родах что-то пошло не так и есть угроза состоянию ребёнка, принимается решение проводить кесарево сечение, чтобы малыш не пострадал.

С 2012 года существует приказ Минздрава о том, что если роды происходят в 22 недели беременности, то они считаются ранними, и за малыша надо бороться. Раньше этот срок определялся 28 неделями. В нашем роддоме бывают ранние роды в 22 недели, и мы стараемся выхаживать их.

Вырос процент беременности в результате ЭКО. Фото: АиФ / Лариса ФЕДИНА

Женщина как индикатор

Говорят, российские женщины очень чувствуют, когда жизнь в нашей стране начинает налаживаться: они тут же начинают активно рожать. Это так?

- Да, верно! Даже можно новости не смотреть: если по нашей статистике показатели родов идут вверх — значит, в стране спокойная и стабильная обстановка. Если вниз — что-то происходит. Женщина — это лакмусовая бумажка, определяющая социальную обстановку в обществе.

- Желающих родить становится больше?

По статистике, которую мы ведём, повторные роды сейчас превалируют над первородящими. Многие женщины, чья молодость пришлась на тот период 90-х, когда материально было очень тяжело, сейчас решаются на роды в более зрелом возрасте — в 43-45 лет. То есть, чем она образованнее — тем позже рожает. Молодое поколение — более прагматичное, оно ориентируется на Запад, на первом месте здесь стоит карьера…

Тем не менее, очень многие сейчас рожают вторых детей. Если за сутки в роддоме происходит 6-8 родов, то двое — это первые дети, а остальные — повторные. Количество многоплодных беременностей сейчас увеличилось процентов на пять — это благодаря ЭКО, когда идёт подсадка женщине сразу нескольких эмбрионов. В 2011 году в нашем роддоме была одна тройня, в 2013 — две. И только в одном случае такая многоплодная беременность наступила самостоятельно. В прошлом году также родилось 20 двоен, а за первый квартал этого года — одна тройня и четыре двойни.

Настоящее чудо. Фото: www.globallookpress.com

Благодарность за доброту

Возвращаясь к тому, что дети — это драгоценность. Но отношение к ним в нашей стране разное. Россияне делятся на тех, кто обожает своих чад, и тех, кто, образно говоря, на них плюёт…

- Надо сказать, что в последние годы, слава богу, детей, от которых отказываются при рождении, становится меньше. Может, потому что люди становятся грамотнее и применяют различные средства контрацепции. И отношение к детям другое. Беременность теперь, как правило, запланированная, желанная. Хотя немало сейчас рождается детей в незарегистрированных, так называемых, гражданских браках. Я считаю, что пока в стране не будет укреплён разрушенный статус семьи, такое положение дел будет считаться нормальным.

Кстати, если дети — это дар свыше, то почему бывает, что вполне благополучная семья не может родить ребёнка, хотя прошла уже и лечение, и программы ЭКО, а асоциальные семьи — многодетны?

На этот вопрос врачи, к сожалению, не могут дать ответ. А мнение церкви — мол, дети несут наказание за грехи своих родителей. Мы же очень часто наблюдаем такую картину. В тех семьях, которые уже отчаялись родить своего ребёнка и решили взять малыша из детдома, в скором времени появляется на свет и долгожданное собственное дитя. Как будто в благодарность за доброе дело…

Преданны своей профессии. Фото: АиФ / Лариса ФЕДИНА

- В акушерстве работать, наверное, сможет не всякий?

Это работа непростая и тяжёлая: здесь ответственность двойная — за маму и малыша. Психологически очень сложно, и многие не выдерживают. А те, кто остаются, работают очень долго и преданны своей профессии. Рабочий стаж некоторых сотрудников нашего роддома насчитывает по 30 лет. Здесь не до выходных и праздников. Самая большая радость для нас — когда сложные роды, и женщина рожает хорошего, здорового малыша, и с ней самой всё благополучно. Поэтому я желаю всем женщинам обязательно стать мамочками, а тем, кто уже беременные, — благополучно доносить и родить! А всем детишкам — здоровья!

ЦИФРЫ И ФАКТЫ

В 2013 году в Петропавловске-Камчатском родилось 2 366 человек. В период с 2008 по 2012 год рождаемость в Камчатском крае повысилась с 11,7 до 13,1 (на 1 000 жителей), в РФ этот показатель составил 12,6. Естественный прирост населения увеличился до 1,5 (в РФ - 0,9). Количество родов в городском роддоме составляет 40 % от всех родов в Камчатском крае.

Попробую здесь рассказать о теплопроводности, тепловом сопротивлении и оценочном расчете последнего для элементарной и сложной цепи применительно к конструкции современного процессора. Общие принципы расчета применимы и в других случаях.

Теплопроводность - это способность вещества пропускать через свой объём тепловую энергию. Теплопроводность обусловлена передачей кинетической (колебательной) энергии атомов (молекул), составляющих тело (вещество), в горячей области к менее нагретым областям. В результате чего, средняя кинетическая энергия атомов (молекул) выравнивается, как и температура в объеме тела (вещества).

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме поток энергии (J E), передающейся посредством теплопроводности, пропорционален градиенту температуры (dT) на единице пути этого потока.

P = - λ * dT/dx

Знак минус указывает, что энергия переносится в направлении убывания температуры.

Коэффициент пропорциональности λ обуславливает взаимосвязь входящих в формулу элементов и служит для количественной оценки способности материала (вещества) проводить тепло. Его называют коэффициентом теплопроводности материала , он имеет размерность Вт/(м·K).

λ = (P*h)/(S*Δ T) (Вт*м/м 2 *К) или Вт/(м·K)

Полная запись размерности теплопроводности (Вт*м)/(м 2 *К), что дает после деления числителя и знаменателя на м размерность Вт/(м·K).

Когда речь идет о стационарном потоке тепла распространяющимся от одной большой грани параллелепипеда к другой:

P - полная мощность тепловых потерь Вт (тепловой поток дж/сек ),
S - площадь области теплообмена м 2 ,
ΔT - перепад температур на контролируемом участке град.С,
h - толщина тепло проводящего слоя м,
λ - коэффициент теплопроводности Вт/(м·K).

Тепловое сопротивление

Тепловое сопротивление определяет падение температуры на пути прохождения теплового потока.

Rt = Δ T/P К/Вт или (°С/Вт)

Это значит Rt - определяется отношением разности температур горячей и холодной поверхности Δ T тепло проводящего материала к проходящему по нему тепловому потоку P.

С другой стороны тепловое сопротивление Rt равно:

Rt=h/λ*S

Тепловая цепь имеет полную аналогию токовой цепи.

Аналогии электрических и тепловых величин
Электрическая цепь			Тепловая цепь
Наименование	Обозначение, формула	Ед. измерения	Наименование	Обозначение, формула	Ед. измерения
Удельное сопротивление	ρ	(ом*м2)/м или ом*м	Удельная теплопроводность	λ 1/λм*К/Вт	(Вт*м)/(м 2 *К) или Вт/(м·K)
Электрическое сопротивление	R=ρ*(l/S)	(ом)	Тепловое сопротивление	Rt=1/λ*h/S	(°С/Вт)
Ток	I	(Ампер)	Тепловой поток	P	(Дж/сек, Вт)
Напряжение	V	(Вольт)	Перегрев	θ	(К, °С)
Потенциал	φ	Вольт	Температура	T	(К, °С)

Таблица 1.

Все э то относится к каждому элементу (слою) тепловой цепи и цепочки элементов составляющих сложную цепь.

Тепловая цепь

Как существует аналогия между параметрами электрической и тепловой цепей, так же можно проводить аналогию между схемой тепловой и электрической цепями.

На рис. 1 показана схема, которая описывает тепловую цепь кулера процессора.

Рисунок 1.

R кр - тепловое сопротивление кристалла процессора, не может быть равно нулю,

R ти - тепловое сопротивление термоинтерфейса кристалл - тепло распределительная крышка,

R ТРк - тепловое сопротивление тепло распределительной крышки процессора,

R проц - суммарное тепловое сопротивление процессора (R проц = R кр + R ти + R ТРк )

R ти - тепловое сопротивление термоинтерфейса процессор - кулер,

R кул - тепловое сопротивление кулера.

Эта цепь полностью эквивалентна последовательной электрической цепи с током из 5 (3*) последовательно включенных резисторов.

*- элементы R кр, R ти, R ТРк могут быть заменены элементом R проц имеющим параметры эквивалентные суммарным параметрам трех перечисленных элементов.

Тепловое сопротивление каждого входящего в цепь узла (как правило, состоящего из нескольких элементов) может в свою очередь описываться своей схемой из нескольких элементов. Пример R проц на рис. 1. Практика расчетов показывает, что чем более подробна схема каждого элемента цепи (содержит больше элементов) тем точнее получается ее расчет.

В тепловой цепи имеет место падение температуры от температуры генератора (источника тепловыделения) к температуре окружающей среды при прохождении теплового потока мощностью Р.

t 1 > t 2 > t 3 > t 4 > t 5 > t окр.среды

На каждом элементе цепи, в этом случае, имеет место падение температуры Δ t. Аналог падению напряжения Δ U в на резисторе при прохождении тока I в электрической цепи.

Например на тепловом сопротивлении термоинтерфейса - R ти (рис.1) при прохождении теплового потока P, имеет место падение температур (Δt ) величина которого определяется как:

Δ t = t 4 - t 5

Применение Rt в расчетах тепловых цепей

Параметры элемента тепловой цепи (например - термоинтерфейса) можно рассчитать используя формулы приведенные ниже.

Из имеем выражение для теплового сопротивления:

Rt = h/λ* S (° С/Вт)

Здесь: Rt - тепловое сопротивление участка цепи, h - толщина термоинтерфейса (м), S - площадь эффективной теплопередачи м 2 , λ - коэффициента теплопроводности Вт/(м·K).

Данная формула позволяет, зная коэффициент теплопроводности, контактную площадь и толщину материала рассчитать его тепловое сопротивление. С учетом некоторых требований описанных в следующем разделе.

Падение температуры на тепловом сопротивлении Rt равно:

Δ t = Rt* P (К или °С )

Перепад температуры Δ t на пути прохождениятеплового потока мощностью Р через участок тепловой цепи c сопротивлением Rt пропорционален его величине (Rt) и проходящему через него тепловому потоку Р.

Например имеются данные для полной загрузки процессора:

Температура воздуха на выходе из кулера процессора равна t1= 33°С или t1=25°C,
Температура ядра (контролируется встроенным датчиком) процессора 65°С,
TDP (тепловыделение процессора) - 90 Вт.

Суммарное тепловое цепи для T1=33°C равно:
Rt = Δ T/P = 32/90 = 0,35 °С/Вт,

А суммарное тепловое цепи для T1= 25°C равно:
Rt = 0,44 °С/Вт.

Результат подтверждает мнение, что:

Чем ниже температура в корпусе компьютера тем меньшие требования могут предъявляться к тепловому сопротивлению системы охлаждения.

Или другой вариант,

Чем ниже температура воздуха в корпусе ПК тем большая мощность может быть отведена от охлаждаемого объекта при прочих равных условиях.

Применение приведенных формул, позволяет оценить:

1. При измеренном перепаде температур Δt и известном Rt - тепловой поток Р по тепловой цепи,
2. При известном тепловом потоке Р и Rt перепад температуры Δ t на участке тепловой цепи,
3. При известном перепаде температур Δ t на участке тепловой цепи и тепловом потоке Р определить тепловое сопротивление Rt .

Это практически все необходимые параметры при расчете тепловых цепей, которые можно иметь при минимальных измерениях (измерения перепада температур) и знании характеристик тепловыделяющих элементов.

Реальная толщина, площадь элемента тепловой цепи

Часто рассчитанные значения теплового сопротивления не соответствуют практически полученным (измеренным) значениям. На результат, в первую очередь, влияет соответствие используемых величин реальным значениям.

На первый взгляд может показаться что площадь элемента тепловой цепи определить проще всего. Бери штангенциркуль, измеряй размер - это и будет площадь.

Просто только там где есть непосредственно тепловыделяющий элемент (кристалл процессора), там можно измерить площадь поверхности теплообмена.

Но, не просто в современных конструкциях!

Где существуют промежуточные узлы типа тепло распределительных крышек современных процессоров.

Особенно сложно это сделать в некоторых конструкциях процессоров где в качестве термо интерфейса между ТР крышкой и кристаллом процессора используются теплороводящие компаунды, а не пайки.

В том и другом случае трудно оценить их влияние на результат расчетов.

Первый

Сами ТР крышки, которые выполняются из достаточно тонкой (h = 1-1,5 мм) медной пластины с гальваническим покрытием. Площадь контактной поверхности в этом случае не равна площади кристалла, а больше него. В то же время в расчетах нельзя использовать полную площадь ТР крышки. Потому, что тепловое сопротивление тонкой пластины вдоль нее велико и уже на расстоянии 5 -10 толщин ТР пластины от источника тепла, его величина соизмерима с тепловым сопротивлением рассматриваемого участка цепи. Поэтому реальная площадь контактной поверхности меньше ТР пластины и ограничена размерами кристалла плюс 5-10 h от него.

Другой

В случае применения компаунда, может оказывать существенное влияние на тепловое сопротивление цепи, поскольку характеристики компаунда неизвестны и обычно компаунды имеют меньшую теплопроводность чем теплопроводность металла.

В случае пайки ТР пластины к кристаллу процессора величина теплового сопротивления контактной поверхности должна учитываться только при точных расчетах, а при прикидочных расчетах его можно считать пренебрежимо малым.

Для точного расчета нужно знать и площадь кристалла и толщину тепло проводящей крышки. Обычно толщина нормального теплового интерфейса, при заданной его вязкости и расчетном прижимном усилии, лежит в пределах 25 - 75 мкм (см рис 1б по этой ссылке). Это тоже достаточно большой разброс не только для точных расчетов, но и для оценочных. Имеет место сильная зависимость толщины теплового интерфейса от его вязкости, что делает нежелательным его применение уже через пару месяцев после вскрытия упаковки, особенно это относится к тепло проводящим пастам имеющих в своем составе легко испаряющиеся компоненты. Признаком их наличия является указанная в их документации задержка в достижении номинального теплового сопротивления через N циклов или через NN часов работы. Применение нежелательно не по причине неработоспособности термо интерфейса - он может быть и поработает, а по причине непредсказуемого ухудшения его характеристики.

Точные измерения толщины теплового интерфейса требуют специальных методик из нескольких этапов и наличия контрольно - измерительных приборов.

В двух словах:

для измерения толщины теплового интерфейса требуется установка для создания статической прижимной силы и комплекс аппаратуры для измерения емкости теплового интерфейса. Через которую можно установить его толщину.

Учитывая сложность определения реальной площади теплообмена и толщины термо интерфейса для экспериментаторов не имеющих опыта тепловых расчетов и там где производитель не предоставляет этих данных, главным параметром становится температура в заданной точке тепловой цепи. Поэтому можно рекомендовать при практических работах и экспериментах на системах охлаждения использовать Δ t формулу . И только при обнаружении «узких мест» (участков с аномально высоким тепловым сопротивлением) применять формулу для оценки влияющих на тепловое сопротивление факторов. При этом необходимо применять паспортные значения теплового интерфейса (в том числе и его толщину).

Иначе необходимо проводить экспериментальные работы по исследованию характеристик конкретного термо интерфейса и оценке площади теплообмена. Это может потребовать больших затрат времени и денег.

ноябрь 2009 года.