Ревматизм сердца – серьёзная патология, при которой воспаляется соединительная ткань оболочки главного «мотора» человеческого организма. В результате такого патологического воздействия на сердце образуются ревматические узлы, которые подвергаются рубцеванию. К сожалению, на фоне таких процессов возникает ещё одно заболевание – кардиосклероз.

Ревматизм – заболевание, с которым сталкиваются около 2% детей. Высокому риску возникновения патологии подвергаются дети в возрасте от 7 до 15 лет. К сожалению, статистические данные относительно ревматизма сердца не позволяют считать заболевание несложным и неопасным. Около 2% пациентов, у которых был диагностирован ревматизм, не удаётся спасти, процесс лечения завершается летальным исходом.

Ревматизм – что это такое

Подвергаясь ревматическому поражению сердца, крайне опасно игнорировать назначения врачей. Такая патология провоцирует функциональный сбой не только сердечно-сосудистой системы, но и в том числе центральной нервной системы. Даже тем пациентам, которым удаётся избежать смертельного исхода, приходится столкнуться с очередной неприятностью, в качестве которой выступают потеря трудоспособности и .

С ревмокардитом сердца, с его проявлениями больным приходится сталкиваться осенью и весной, поскольку такое заболевание склонно к рецидивам.

Виды ревматических пороков сердца

В медицинской практике ревматическое заболевание сердца классифицируют, учитывая некоторые важные параметры, на несколько разновидностей.

Рассматривая уровень активности патологии, различают четыре фазы ревматических процессов:

• первая степень характеризуется минимальной активностью, выявить патологию нелегко, поскольку основные признаки слабо выражены, даже результаты лабораторной диагностики не отклонены от нормы;
• вторая степень сопровождается умеренной активностью, признаки уже слегка проявляются, результаты лабораторных исследований указывают на незначительные изменения;
• третья степень уже активно заявляет о заболевании, которое на этот момент активно прогрессирует, провоцируя возникновение лихорадки, гнойных очагов.

Неактивная фаза ревматизма сердца чаще наблюдается у подростков при повышении физической нагрузки.

Помимо этого, ревматизм подразделяют на несколько подвидов в зависимости от варианта течения заболевания:

• острое (быстро возникает и столь же быстро угасает);
• подострое (может продолжаться до полугода, сопровождается рецидивами);
• с постоянными проявлениями рецидивов (продолжается более полугода, признаки проявляются волнообразно);
• затяжное (хроническая форма ревматической болезни сердца характеризуется отсутствием периодов ремиссии);
• латентное (такой вариант течения патологии характерен большинству больных, чаще всего его диагностируют, когда пациент обращается с жалобами, вызывающими подозрение относительно порока клапанов сердца).

Ревматическое заболевание может поражать не только ткань, но и тканевую или сердечную оболочку. В зависимости от очагов поражения патологию классифицируют на:

• миокардит;
• перикардит;
• панкардит.

Причины патологии

Пусковым агентом воспалительного процесса, поражающего соединительную ткань сердца, является стрептококк (группа А). Именно он проникает в верхние дыхательные пути и при сниженном иммунитете провоцирует острые респираторные заболевания.

Не секрет, что достаточно часто с проблемами функционирования сердца приходится сталкиваться после перенесенной ангины. Это обстоятельство заставляет врачей настаивать на тщательном лечении вирусных заболеваний, запрещая заниматься самолечением.

Однако насколько бы часто ни приходилось сталкиваться с ОРЗ, ОРВИ, болеть ангиной, далеко не каждому пациенту впоследствии диагностируют сердечный ревматизм.

Для того чтобы гемолитический стрептококк начал в полномасштабной степени оказывать своё негативное воздействие на организм, важно, чтобы ему в этом сопутствовали дополнительные условия и предпосылки, в качестве которых выступают:

• генетическая предрасположенность;
• антисанитария пространства, в котором приходится постоянно пребывать больному;
• гиподинамия, провоцирующая снижение иммунных сил организма;
• вредные привычки;
• неправильное питание;
• травмы грудной клетки;
• аллергия на некоторые внешние раздражители.

Слабая иммунная система благоприятствует размножению патогенной микрофлоры. Соединительная ткань сердца имеет антигенный состав идентичный стрептококку. Именно по этой причине иммунная система начинает вырабатывать аутоантитела, которые с огромной агрессией атакуют соединительную ткань сердца. В результате иммунная система ведёт борьбу не с «врагом», а поражает главный «мотор» человеческого организма, провоцируя ХРБС, в основном у детей.

Проявления ревмокардита

При ревматизме воспалительный процесс поражает в первую очередь сердечно-сосудистую систему, но симптомы, возникающие при такой патологии, подразделяют на:

• сердечные;
• внесердечные.

Через небольшой период времени после лечения ангины или острого респираторного заболевания пациент начинает жаловаться на плохое самочувствие. В дополнение к этому повышается температура тела, достигая 40 градусов.

Даже если больному удаётся избежать такого повышения температуры тела, он начинает испытывать сильную боль во время ходьбы и тем более во время движения по ступеням вверх. Проявления патологии может визуализировать даже сам больной, поскольку в коленных суставах наблюдается припухлость.

Однако всё равно по проявляющимся внешним признакам достаточно сложно предугадать, какая патология поражает в очередной раз организм. Разумным решением в этот момент является обязательное обращение к врачу.

Опасно откладывать визит в больницу, поскольку ревматизм является коварной патологией, способной провоцировать опаснейшие осложнения:

• порок сердца;
• миокардиосклероз;
• сердечную недостаточность.

В качестве симптомов, которые сопровождают ревматизм, выступают также:

• головная боль;
• гипергидроз;
• одышка;
• носовые кровотечения;
• побледнение кожного покрова.

Диагностика

При посещении клиники главной задачей врача является быстрое, но точное установление диагноза. Визуальный осмотр, беседа с пациентом позволяют только заподозрить заболевание, но с целью установления точного диагноза больного направляют на инструментальное обследование.

В качестве основных диагностических методов, позволяющих дифференцировать ревматизм от других патологий, назначаются УЗИ сердца и электрокардиограмма. Рентген сердца проводится редко, поскольку такой диагностический метод характеризуется низким уровнем информативности.

Обязательно исследуется кровь на предмет:

• присутствия в ней С-реактивного белка;
• определения скорости оседания эритроцитов;
• выявления ревматоидного фактора;
• обнаружения титры антител.

Поскольку ревматизм провоцируется стрептококком, обязательно проводится забор материала из зева с целью проведения посева.

Согласно международному классификатору (МКБ 10) ревматизму сердца присваивается код I05-I09.

Лечение и последствия

Если результаты диагностического обследования подтверждают ревматизм, лечение должно быть начато незамедлительно, чтобы предупредить возникновение осложнений. Лечение должно проводиться под строгим контролем врача.

Лечение

Лечащий врач разрабатывает схему лечения, которая рассчитана на срок не менее двух недель. В отдельных случаях курс лечения может продолжаться около двух месяцев.

Если же заболевание запустить, не провести лечения, патология переходит в хроническую форму. К сожалению, ревматические хронические пороки сердца невозможно вылечить, поэтому время от времени пациенту придётся сталкиваться с обострениями патологии.

Самым главным требованием, которое адресуется больным, является строгое соблюдение постельного режима. Любые физические нагрузки способны провоцировать клапанные пороки сердца, вызывать кардиосклероз.

Изначально проводится терапевтическое лечение, предполагающее приём медикаментозных средств:

• антибиотиков;
• противовоспалительных стероидных и нестероидных препаратов;
• препаратов с иммунодепрессивным эффектом.

Если же медикаментозное лечение не сопровождается желаемым результатом, а также ревматизм уже спровоцировал порок клапанов, врач может вносить кардинальные изменения в схему лечения. В таких случаях проводится операция, которая предполагает пластику клапанов или же установку протеза.

Если был установлен протез, больному обязательно назначают приём антиагрегантов или антикоагулянтов в профилактических целях. Это позволяет предупредить возникновение тромбов. После проведения хирургического вмешательства пациенту рекомендуется санаторное лечение.

Лечащий врач не отвергает и применение методов нетрадиционной медицины. Важно только, чтобы народные методы применялись с разрешения врача, а не по собственному желанию самого больного. В отдельных случаях даже приём отвара из лекарственных трав может быть несовместим с некоторыми медикаментозными препаратами.

Если врач одобряет лечение народными средствами, тогда больному рекомендуется принимать отвары из коры ивы, крушины, листьев берёзы, веток акации. Также полезно принимать смесь из измельчённой кураги и изюма .

Итак, окончательное решение, какими конкретно методами лечить сердечно— сосудистые проблемы больного, всё-таки принимает врач, он же отслеживает состояние больного, при отрицательной динамике меняет методы.

Возможные осложнения

При отсутствии лечения или в тех случаях, когда больной проявляет признаки недисциплинированности, изначально могут возникнуть первые вестники осложнений такой патологии, в качестве которых выступают аритмия или тахикардия.

• стеноз;
• аортальная недостаточность;
• ишемия головного мозга;
• тромбоэмболия магистральных сосудов.

Профилактические мероприятия

Предупредить такое заболевание можно, если выполнять некоторые рекомендации врачей:

• систематически проветривать жилое пространство, невзирая на время года;
• чаще гулять на свежем воздухе;
• правильно питаться;
• не отвергать закаливающие процедуры.

При инфицировании или воспалении сразу же обращаться за помощью к врачу, чтобы мгновенно купировать такие патологические процессы. Если кто-то из родственников страдал такой патологией, рекомендуется регулярно посещать кардиолога.

Итак, ревматизм – коварная патология, которую важно предупредить, если же профилактика оказалась недейственной, тогда важно провести безотлагательное лечение под контролем врачей. В этом случае организм сумеет эффективно побороть заболевание. Современные клиники оснащены отличным диагностическим и лечебным инструментарием, поэтому при обращении за помощью вылечить ревматизм сможет каждый больной.

Ревматизм — это воспалительное заболевания соединительных тканей, преимущественно в сердечно-сосудистой и опорно-двигательной систем. Основная опасность ревматизма заключается в том, что при отсутствии соответствующего лечения и наблюдения у специалиста, возможно развитие серьезных патологий, поражающих центральную нервную систему и нарушающих сердечно-сосудистую деятельность, что может привести не только к ухудшению качества жизни в целом, но и получению инвалидности и потери трудоспособности.

Ревматизм: что это такое?

Ревматизм – это системное воспалительное заболевание, которое локализуется, в основном, в оболочке сердца. В группе риска находятся люди, имеющие наследственную предрасположенность к этой болезни и возраст от 7 до 15 лет. Ревматизмом страдают обычно подростки и молодые люди, реже – пожилые и ослабленные пациенты.

Ревматизм (синонимы: ревматическая лихорадка, болезнь Сокольского - Буйо) протекает хронически, со склонностью к рецидивам, обострения наступают весной и осенью. На долю ревматического поражения сердца и сосудов приходится до 80% приобретенных пороков сердца.

В ревматический процесс часто оказываются вовлеченными суставы, серозные оболочки, кожа, центральная нервная система. Частота заболеваемости ревматизмом составляет от 0,3% до 3%.

Огромное значение играет наследственная предрасположенность к данному заболеванию. В так называемых ревматических семьях заболеваемость в три раза выше, чем в обычной популяции. Болезнь наследуется по полигенному типу.

Классификация

Выделяют:

Острый ревматизм

Ревматизм в острой фазе чаще всего проявляется у молодых людей до 20 лет. Возбудитель - стрептококк. Сопряженность болезни с перенесенной инфекций верхних дыхательных путей заключается в запоздалом проявлении симптоматики (14-21 день).

Начальные проявления ревматизма имеют много общего с клиникой простудных заболеваний, однако через короткий промежуток времени, к симптомам простуды присоединяются проявления кардита, кожных высыпаний и полиартрита.

Общая длительность острой формы заболевания составляет от 3 до 6 месяцев. Острая форма ревматизма может повлечь развитие серьезных осложнений. При отсутствии своевременного лечения, ревматический кардит перерастает в пороки сердца.

Хронический ревматизм

Хроническая форма ревматизма характеризуется частыми рецидивами болезни, особенно при переохлаждениях организма. Поражается чаще всего сердце и суставы, с типичными болями в этих органах. Течение болезни может длиться на протяжении нескольких лет.

Ревматизм подразделяются на формы по критерию пораженной системы или органа:

• Ревматизм сердца . Поражение сердца при первой ревматической атаке наблюдается у 90-95% всех заболевших. При этом могут поражаться все три стенки сердца – эндокард, миокард и перикард. В 20-25% случаев ревматический кардит заканчивается сформировавшимся . Главная особенность поражения сердца при ревматизме у детей и взрослых - крайняя скудность проявлений. Больные жалуются на неприятные ощущения в области сердца, одышку и кашель после физических нагрузок, боли и перебои в области сердца. Как правило, дети умалчивают об этих жалобах, не придавая им серьезного значения. Поэтому поражение сердца чаще всего удается выявить уже при физикальном и инструментальном обследовании.
• Ревматизм суставов (ревматический полиартрит). Чаще всего, патологические изменения затрагивают локтевой, коленный и голеностопные суставы. У человека с ревматическим полиартритом увеличивается температура тела до 39 градусов, нарастает слабость, могут наблюдаться эпизоды носового кровотечения, а также усиливается потливость;
• Легочная форма . Проявляется в комплексе с поражением суставов и сердца, однако присутствует крайне редко (около 1-3% общего числа клинических случаев). Развивается в форме или ;
• Кожная форма . Проявляет себя кожными высыпаниями, либо ревматическими узелками. Встречается не более чем в 5% случаев;
• Ревматизм глаз . Является составной частью общих проявлений ревматизма других органов. Характеризуется поражением сетчатки (ретинит) или других частей глаза (ирит, иридоциклит и др.). Осложнениями может стать частичная или полная потеря зрения.

Бактериологические и серологические исследования показали, что ревматизм – это особая аллергическая реакция на инфицирование одним из бета гемолитических стрептококков группы А.

Первые признаки

Выявление ревматизма на ранних стадиях, особенно при наличии предрасположенности к этому заболеванию, очень важно для эффективности его дальнейшего лечения. Однако, как правило, постановка диагноза осуществляется при наличии достоверных симптомов, свидетельствующих о развитии ревматизма. Необходимо своевременно обращать внимание, как на отдельные признаки, так и на их совокупность.

Признаки на которые нужно обратить внимание:

• В типичных случаях первые признаки ревматизма в виде лихорадки, признаков интоксикации (утомляемость, слабость, головная боль), болей в суставах и других проявлений заболевания выявляются через 2–3 недели после ангины или фарингита.
• Одними из наиболее ранних признаков ревматизма являются боли в суставах, выявляемые у 60-100% заболевших ().
• Признаки поражения сердца определяются в 70-85% случаев. Жалобы сердечного характера (боли в области сердца, сердцебиение, одышка) отмечаются при выраженных сердечных нарушениях.
• Чаще, особенно в начале заболевания, наблюдаются разнообразные астенические проявления (вялость, недомогание, повышенная утомляемость).

Причины возникновения

Ревматической атаке обычно предшествует стрептококковая инфекция, вызываемая β-гемолитическим стрептококком группы А:

• родильная горячка,
• рожа.

У 97% пациентов, перенесших стрептококковую инфекцию, формируется стойкий иммунный ответ. У остальных лиц стойкого иммунитета не вырабатывается, и при повторном инфицировании β-гемолитическим стрептококком развивается сложная аутоиммунная воспалительная реакция.

Факторами, способствующими появлению и развитию ревматизма, являются:

• сниженный иммунитет;
• многолюдные коллективы (интернаты, школы, общежития);
• молодой возраст;
• неудовлетворительные социально-бытовые условия (питание, жилье);
• длительное переохлаждение;
• неблагоприятный семейный анамнез.

Симптомы ревматизма у взрослого человека

Ревматизм – это полисимптомное заболевание, для которого, наряду с общими изменениями в состоянии, характерны признаки поражения сердца, суставов, нервной и дыхательной системы, а также других органических структур. Чаще всего недуг дает о себе знать через 1-3 недели после инфекционного заболевания, вызванного β-гемолитическим стрептококком группы А.

У больного появляются следующие симптомы:

• повышение температуры тела до высоких цифр;
• тахикардия;
• головные боли;
• повышение потливости;
• слабость;
• опухание и болезненность в суставах.

Они крайне похожи на обычную простуду, но вызываются стрептококковой, а не вирусной инфекцией. Характерным отличием становится болезненность и припухлость крупных суставных сочленений: локтевого, голеностопного, коленного, плечевого или лучезапястного.

Типичными симптомами ревматизма являются:

• высокая температура, 38-40 градусов, колебания которой в течение суток составляют 1-2 С, повышенная потливость, озноба, как правило, нет;
• на этом фоне появляется мышечная слабость, повышенная утомляемость: болезненность в суставах;
• отечность мягких тканей.

Чаще всего, болезнь проявляется через несколько недель из-за перенесенных инфекционных заболеваний, например, после и фарингита.

При прогрессировании ревматизма могут появляться и другие специфические симптомы – не всегда, в среднем они фиксируются в 10% случаев:

1. повышается ломкость сосудов – проявляется в регулярных носовых кровотечениях, возникающих внезапно;
2. появляются аннулярные высыпания – выглядят как округлая, с неровными краями, мелкая сыпь розового цвета;
3. образуются ревматические узлы – локализуются в местах анатомического расположения пораженных суставов, имеют вид подкожных плотных образований и абсолютно безболезненны;
4. поражаются органы брюшной полости – характеризуются болями в области правого подреберья, свидетельствуют о необходимости немедленной госпитализации пациента.
5. Поражается мышца сердца (миокард) и внутренняя выстилка камер сердца (эндокард) - в результате этого появляется одышка, учащенное сердцебиение, боли за грудиной, развивается сердечная недостаточность.
6. Ревматическое воспаление стенки сердца (ревмокардит) нередко рецидивирует, постепенно формируются пороки сердца.
7. При ревматизме суставов в одном или сразу в нескольких суставах появляется внезапная боль. Суставы становятся красными, распухшими и горячими. Чаще всего поражаются коленные, голеностопные, локтевые суставы, запястья. Иногда поражаются тазобедренные, плечевые суставы и мелкие суставы стоп и кистей.
8. Одновременно с появлением боли в суставах начинает повышаться температура тела. Температура тела при ревматизме суставов то снижается, то снова повышается. Симптомы ревматизма обычно исчезают в течение двух недель.

Осложнения

Развитие осложнений ревматизма предопределяется тяжестью, затяжным и непрерывно рецидивирующим характером течения. В активной фазе ревматизма могут развиваться недостаточность кровообращения и мерцательная аритмия.

Если на симптомы ревматизма не обратить должного внимание, и не во время обратиться к врачу, это заболевания может вызвать следующие осложнения:

• перейти в хроническую форму, лечение которой может занять до нескольких лет;
• развить сердечные пороки;
• вызвать сердечную недостаточность;
• как результат сбоев в работе сердца, вызвать нарушения в работе кровеносной системы, что в свою очередь может , варикозы, заболевания почек, печени, органов дыхания, органов зрения и др.
• при обострении всех вышеперечисленных симптомов и заболеваний привести к летальному исходу.

Диагностика

К инструментальным методам исследования относят:

• ЭКГ (на кардиограмме достаточно редко выявляются нарушения сердечного ритма);
• УЗИ сердца;
• Рентгенологическое исследование (позволяет определить увеличение размеров сердца, изменение его конфигурации, а также снижение сократительной функции миокарда);

Лабораторная диагностика ревматизма:

• В общем анализе крови отмечается повышение СОЭ, сдвиг лейкоцитарной формулы влево, .
• В иммунологическом анализе повышаются титры АСГ, увеличивается количество иммуноглобулинов класса A, G, M, обнаруживается С-реактивный белок, антикардиальные антитела и циркулирующие иммунные комплексы.

Лечение ревматизма

Лечение рассматриваемого заболевания обязательно проводится под контролем специалиста и чаще всего пациент помещается в лечебное учреждение. Существует ряд лекарственных препаратов, которые обязательно назначаются больным в рамках проведения терапии по отношению к ревматизму. К таковым относятся:

• Антибактериальные препараты (пенициллин с последующим переходом на бициллин5). В случае непереносимости пенициллина может быть использован эритромицин.
• Кортикостероиды для оказания выраженного противовоспалительного воздействия: Преднизолон. Поскольку использование кортикостероидов оказывает влияние на водно-солевой обмен, дополнительно пациенту назначают препараты калия (Аспаркам, Панангин).
• нестероидные противовоспалительные средства: Индометацин, Ибупрофен, Ксефокам, Ревмоксикам, Диклоберл и др.;
• гипосенсибилизирующие препараты;
• иммунодепрессанты: Азатиоприн, Хлорбутин, Хлорохин, Гидроксихлорохин;
• глюкокортикостероиды: Триамцинолон, Преднизолон.
• Аспирин. При ревматизме этот лекарственный препарат помогает быстро избавить пациента от болевых синдромов в суставах, снять отечность суставов.

Лечение гормонами сейчас применяется редко, и такие средства назначаются только в некоторых клинических случаях.

Лечение ревматизма проводится по специальной схеме. Она состоит из трех этапов:

1. Этап 1-ый . Терапия проводится в условиях стационара, отличается продолжительностью от 4 до 6 недель. Первый этап - это лечение заболевания на пике активности.
2. Этап 2-ой . Этот этап является восстановительным после проведения интенсивной терапии. Предполагает лечение в специальных санаториях или на курортах.
3. Этап 3-ий . Данный этап является профилактическим. Он подразумевает ежегодную профилактическую терапию, учет у ревматолога и постоянное наблюдение у врача.

Острый приступ ревматизма лечат в стационаре. Пациенту прописывают постельный режим. Медикаментозная терапия зависит от клинических проявлений и формы патологии и включает в себя:

• глюкокортикоиды,
• противовоспалительные препараты,
• антибиотики,
• средства стимулирующие иммунный ответ организма,
• седативные лекарственные формы.

При наличии поражений сердца используют сердечные гликозиды и мочегонные средства.

Прогноз ревматизма зависит от тяжести поражений тканей сердца и суставов (т. е. наличием и масштабом миокардиосклероза, характером поражения клапанов сердца). Если устранение ревматической атаки было начато вовремя, то заболевание неплохо поддается лечению, и жизни больного ничего не угрожает. Наиболее неблагоприятно протекает часто рецидивирующий ревматизм.

Народные средства

Применять народные средства от ревматизма необходимо только после согласия лечащего врача.

1. Отвар из аконита . 10 г корня аконита положите в кастрюлю и залейте в нее 500 г воды. Варите средство в течении 2-х часов на медленном огне. Далее средство остудите, процедите, и натирайте им пораженные участки 3 раза в день.
2. Лимон . Настойка на цитрусовых плодах стимулирует кровообращение и снимает воспалительные проявления. 2 крупных лимона нарезают вместе с кожурой, заливаю в стеклянной емкости 0,4 л водки или разведенного спирта, закупоривают, настаивают в затененном месте трое суток. Используют жидкость наружно, для растираний с последующим утеплением с помощью шерстяных тканей.
3. Залить 10 г травы зверобоя 1 стаканом горячей воды, кипятить 30 минут на медленном огне, охладить и процедить. Принимать при ревматизме по 0,3 стакана 3 раза в день за 30 минут до еды. Хранить не более 3 суток.
4. Пить каждый день по 2-3 стакана отвара из рылец кукурузы . На стакан воды взять чайную ложку сырья с верхом, варить на медленном огне 10 минут. Пить в течение 6–8 недель. Проходит самый застарелый мышечный ревматизм.
5. Аир (корень) для ванны . 2 столовые ложки мелко нарезанных корневищ аира залить 1 л кипятка, прокипятить 20 минут, настоять 30 минут и процедить. Ванну (35-36°C) принимать днем или на ночь при ревматизме и подагре. Курс лечения: 10-12 ванн.

Профилактика

В число мер, направленных на предотвращение ревматизма, входят:

• своевременное выявление стрептококковой инфекции, санация инфекционного очага;
• улучшение гигиенических, социальных и бытовых условий труда и жизни;
• закаливание;
• профилактический прием противомикробных и противовоспалительных препаратов в осенние и весенние периоды.

Вторичная профилактика ревматизма включает в себя следующий план действий:

1. Если недуг протекает активно, то следует все время быть на контроле у ревмокардиолога. Вначале посещать врача каждый месяц на протяжении 3 месяцев от начала развития недуга, а после 1 раз в квартал. Обязательным условием является обращение за консультацией к неврологу, ЛОРу, окулисту, стоматологу, гинекологу.
2. Сдача плазмы на исследование должна осуществляться 6 раз в год, а анализ мочи необходимо брать до 4 раз в год.
3. Профилактика ревматизма основывается на обязательном проведении диагностических мероприятий. Проводить их следует ежеквартально.
4. Исследование крови на ревмопробы осуществляется 4 раза в год. Если наблюдается затухание процесса и переход его в неактивную фазу, то посещать ревмокардиолога следует 2– 4 раза в год.

Коэффициент полезного действия это характеристика эффективности работы, какого либо устройства или машины. КПД определяется как отношение полезной энергии на выходе системы к общему числу энергии подведенной к системе. КПД величина безразмерная и зачастую определяется в процентах.

Формула 1 — коэффициент полезного действия

Где—A полезная работа

—Q суммарная работа, которая была затрачена

Любая система, совершающая какую либо работу, должна из вне получать энергию, с помощью которой и будет совершаться работа. Возьмем, к примеру, трансформатор напряжения. На вход подается сетевое напряжение 220 вольт, с выхода снимается 12 вольт для питания, к примеру, лампы накаливания. Так вот трансформатор преобразует энергию на входе до необходимого значения, при котором будет работать лампа.

Но не вся энергия, взятая от сети, попадет к лампе, поскольку в трансформаторе существуют потери. Например, потери магнитной энергии в сердечнике трансформатора. Или потери в активном сопротивлении обмоток. Где электрическая энергия будет переходить в тепловую не доходя до потребителя. Эта тепловая энергия в данной системе является бесполезной.

Поскольку потерь мощности избежать невозможно в любом системе то коэффициент полезного действия всегда ниже единицы.

КПД можно рассматривать как для всей системы целиком, состоящей из множество отдельных частей. Так и определять КПД для каждой части в отдельности тогда суммарный КПД будет равен произведению коэффициентов полезного действия всех его элементов.

В заключение можно сказать, что КПД определяет уровень совершенства, какого либо устройства в смысле передачи или преобразования энергии. Также говорит о том, сколько энергии подводимой к системе расходуется на полезную работу.

Общие положения

Коэффициент полезного действия определяется как отношение полезной, или отдаваемой, мощности P 2 к потребляемой мощности P 1:

Современные электрические машины имеют высокий коэффициент полезного действия (к. п. д.). Так, у машин постоянного тока мощностью 10 кВт к. п. д. составляет 83 – 87%, мощностью 100 кВт – 88 – 93% и мощностью 1000 кВт – 92 – 96%. Лишь малые машины имеют относительно низкие к. п. д.; например, у двигателя постоянного тока мощностью 10 Вт к. п. д. 30 – 40%.

Кривая к. п. д. электрической машины η = f (P 2) сначала быстро растет с увеличением нагрузки, затем к. п. д. достигает максимального значения (обычно при нагрузке, близкой к номинальной) и при больших нагрузках уменьшается (рисунок 1). Последнее объясняется тем, что отдельные виды потерь (электрические I а 2 r а и добавочные) растут быстрее, чем полезная мощность.

Прямой и косвенный методы определения коэффициента полезного действия

Прямой метод определения к. п. д. по экспериментальным значениям P 1 и P 2 согласно формуле (1) может дать существенную неточность, поскольку, во-первых, P 1 и P 2 являются близкими по значению и, во-вторых, их экспериментальное определение связано с погрешностями. Наибольшие трудности и погрешности вызывает измерение механической мощности.

Если, например, истинные значения мощности P 1 = 1000 кВт и P 2 = 950 кВт могут быть определены с точностью 2%, то вместо истинного значения к. п. д.

η = 950/1000 = 0,95

можно получить

Поэтому ГОСТ 25941-83, "Машины электрические вращающиеся. Методы определения потерь и коэффициента полезного действия", предписывает для машин с η% ≥ 85% косвенный метод определения к. п. д., при котором по экспериментальным данным определяется сумма потерь p Σ .

Подставив в формулу (1) P 2 = P 1 - p Σ , получим

(3)

Применив здесь подстановку P 1 = P 2 + p Σ , получим другой вид формулы:

(4)

Так как более удобно и точно можно измерять электрические мощности (для двигателей P 1 и для генераторов P 2), то для двигателей более подходящей является формула (3) и для генераторов формула (4). Методы экспериментального определения отдельных потерь и суммы потерь p Σ описываются в стандартах на электрические машины и в руководствах по испытанию и исследованию электрических машин. Если даже p Σ определяется со значительно меньшей точностью, чем P 1 или P 2 , при использовании вместо выражения (1) формул (3) и (4) получаются все же значительно более точные результаты.

Условия максимума коэффициента полезного действия

Различные виды потерь различным образом зависят от нагрузки. Обычно можно считать, что одни виды потерь остаются постоянными при изменении нагрузки, а другие являются переменными. Например, если генератор постоянного тока работает с постоянной скоростью вращения и постоянным потоком возбуждения, то механические и магнитные потери являются также постоянными. Наоборот, электрические потери в обмотках якоря, добавочных полюсов и компенсационной изменяются пропорционально I а ², а в щеточных контактах – пропорционально I а. Напряжение генератора при этом также приблизительно постоянно, и поэтому с определенной степенью точности P 2 ∼ I а.

Таким образом, в общем, несколько идеализированном случае можно положить, что

где p 0 – постоянные потери, не зависящие от нагрузки; p 1 – значение потерь, зависящих от первой степени k нг при номинальной нагрузке; p 2 – значение потерь, зависящих от квадрата k нг, при номинальной нагрузке.

Подставим P 2 из (5) и p Σ из (7) в формулу к. п. д.

(8)

Установим, при каком значении k нг к. п. д. достигает максимального значения, для чего определим производную d η/dk нг по формуле (8) и приравняем ее к нулю:

Это уравнение удовлетворяется, когда его знаменатель равен бесконечности, т. е. при k нг = ∞. Этот случай не представляет интереса. Поэтому необходимо положить равным нулю числитель. При этом получим

Таким образом, к. п. д. будет максимальным при такой нагрузке, при которой переменные потери k нг ² × p 2 , зависящие от квадрата нагрузки, становятся равными постоянным потерям p 0 .

Значение коэффициента нагрузки при максимуме к. п. д., согласно формуле (9),

(10)

Если машина проектируется для заданного значения η макс, то, поскольку потери k нг × p 1 обычно относительно малы, можно считать, что

p 0 + p 2 ≈ p Σ = const.

Изменяя при этом соотношение потерь p 0 и p 2 , можно достичь максимального значения к. п. д. при различных нагрузках. Если машина работает большей частью при нагрузках, близких к номинальной, то выгодно, чтобы значение k нг [смотрите формулу (10)] было близко к единице. Если машина работает в основном при малых нагрузках, то выгодно, чтобы значение k нг [смотрите формулу (10)] было соответственно меньше.

Энергия, подводимая к механизму в виде работы движущих сил А дв.с . и моментов за цикл установившегося движения, расходуется на совершение полезной работы А п.с . , а также на совершение работы А Fтр , связанной с преодолением сил трения в кинематических парах и сил сопротивления среды.

Рассмотрим установившееся движение. Приращение кинетической энергии равно нулю, т.е.

При этом работы сил инерции и сил тяжести равны нулю А Ри = 0 , А G = 0 . Тогда для установившегося движения работа движущих сил равна

А дв.с. =А п.с. + А Fтр .

Следовательно, за полный цикл установившегося движения работа всех движущих сил равна сумме работ сил производственных сопротивлений и непроизводственных сопротивлений (сил трения).

Механический коэффициент полезного действия η (КПД) – отношение работы сил производственных сопротивлений к работе всех движущих сил за время установившегося движения :

η = . (3.61)

Как видно из формулы (3.61), КПД показывает, какая доля механической энергии, приведенной к машине, полезно расходуется на совершение той работы, для которой машина создана.

Отношение работы сил непроизводственных сопротивлений к работе движущих сил называется коэффициентом потерь :

ψ = . (3.62)

Механический коэффициент потерь показывает, какая доля механической энергии, подведенной к машине, превращается в конечном счете в теплоту и бесполезно теряется в окружающем пространстве.

Отсюда имеем связь между КПД и коэффициентом потерь

η =1- ψ .

Из этой формулы вытекает, что ни в одном механизме работа сил непроизводственных сопротивлений не может равняться нулю, поэтому КПД всегда меньше единице (η <1 ). Из этой же формулы следует, что КПД может равняться нулю, если А дв.с =А Fтр . Движение, при котором А дв.с = А Fтр называетсяхолостым . КПД не может быть меньше нуля, т.к. для этого необходимо, чтобы А дв.с <А Fтр . Явление, при котором механизм находится в покое и при этом удовлетворяется условие А дв.с <А Fтр, называется явлением самоторможения механизма . Механизм, у которого η = 1, называется вечным двигателем .

Таким образом, коэффициент полезного действия находится в пределах

0 £ η < 1 .

Рассмотрим определение КПД при различных способах соединения механизмов.

3.2.2.1. Определение КПД при последовательном соединении

Пусть имеется n последовательно соединенных между собой механизмов (рисунок 3.16).

А дв.с. 1 А 1 2 А 2 3 А 3 А n-1 n A n

Рисунок 3.16 - Схема последовательно соединенных механизмов

Первый механизм приводится в движение движущими силами, которые совершают работу А дв.с . Так как полезная работа каждого предыдущего механизма, затрачиваемая на производственные сопротивления, является работой движущих сил для каждого последующего механизма, то КПД первого механизма будет равняться:

η 1 =А 1 /А дв.с ..

Для второго механизма КПД равняется:

η 2 =А 2 /А 1 .

И, наконец, для n-го механизма КПД будет иметь вид:

η n =А n /А n-1

Общий коэффициент полезного действия равен:

η 1 n =А n /А дв.с.

Величина общего КПД может быть получена, если перемножить КПД каждого отдельного механизма, а именно:

η 1 n = η 1 η 2 η 3 …η n = .

Следовательно, общий механический коэффициент полезного действия последовательно соединенных механизмов равняется произведению механических коэффициентов полезного действия отдельных механизмов, составляющих одну общую систему :

η 1 n = η 1 η 2 η 3 …η n .(3.63)

3.2.2.2 Определение КПД при смешанном соединении

На практике соединение механизмов оказывается более сложным. Чаще последовательное соединение сочетается с параллельным. Такое соединение называется смешанным. Рассмотрим пример сложного соединения (рисунок 3.17).

Поток энергии от механизма 2 распределяется по двум направлениям. В свою очередь от механизма 3 ¢¢ поток энергии распределяется также по двум направлениям. Общая работа сил производственных сопротивлений равна:

А п.с. = A ¢ n + A ¢ ¢ n + A ¢ ¢¢ n .

Общий КПД всей системы будет равен:

η =А п.с /А дв.с = (A ¢ n + A ¢ ¢ n + A ¢ ¢¢ n )/А дв.с . (3.64)

Чтобы определить общий КПД, нужно выделить потоки энергии, в которых механизмы соединены последовательно, и рассчитать КПД каждого потока. На рисунке 3.17 показаны сплошной линией I-I, штриховой линией II-II и штрих- пунктирной линией III-III три потока энергии от общего источника.

А дв.с. А 1 А ¢ 2 А ¢ 3 … А ¢ n-1 A ¢ n

II А ¢¢ 2 II

А ¢¢ 3 4 ¢¢ А ¢¢ 4 А ¢¢ n-1 n ¢¢ A ¢¢ n