Главная > Термоэлектрические охлаждающие приборы
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

§ 3. МНОГОКАСКАДНЫЕ ТЕРМОБАТАРЕИ

Как указывалось выше, в термоэлементе под влиянием проходящего тока создается разность температур между его холодным и горячими спаями. Очевидно, что температура на холодном спае будет зависеть от температуры горячих спаев. Понижая тем или иным способом температуру горячих спаев, можно достигнуть более низкой температуры на холодном спае. Один из возможных способов решения этой задачи — использование многокаскадных термобатарей.

Рассмотрим в качестве примера принципиальное устройство трехкаскадной батареи. Горячие спаи верхнего каскада термоэлемента опираются на холодные спаи термоэлементов второго каскада. Горячие спаи термоэлементов второго каскада опираются на холодный спай первого каскада. Между термоэлементами прокладываются возможно более тонкие электроизоляционные прослойки. Каждый термоэлемент образует самостоятельную электрическую цепь. При таком способе холодный спай нижнего

термотермоэлемента снимает тепло с горячего спая среднего, а холодный спай среднего термоэлемента охлаждает горячий спай верхнего термоэлемента. При этом холодопроизводительность каждого каскада должна быть такой, чтобы обеспечить эффективный отбор тепла от вышележащих каскадов.

Один из основных параметров многокаскадного термоэлемента — холодильный коэффициент — определяется следующим образом. Пурть. холодопроизводительность первого каскада будет его холодильный коэффициент — и потребляемая от источника питания мощность Соответствующие величины для второго каскада обозначим через Тогда, согласно (13), потребляемая первым каскадом мощность будет равна

Второй каскад должен обладать холодопроизводительностью

третий каскад —

и каскад —

Но ем слагается из двух частей — мощности, потребляемой всей термобатареей и ее холодопроизводитёльности

где холодильный коэффициент всей батареи в целом.

Сравнение (22) и (23) дает нам выражение для холодильного коэффициента многокаскадной термобатареи:

или

Холодильные коэффициенты последующих каскадов могут быть различны, так как эффективность термоэлемента

вообще говоря, зависит от температуры; кроме того, перепады температур на различных каскадах могут тоже отличаться друг от друга; стационарное же состояние Достигается при такой разности температур на каждом каскаде, при которой его холодопроизводительность становится равной количеству тепла, поступающего на него от предыдущего каскада.

Анализ выражения (25), однако, показывает, что при заданных числе каскадов и перепаде температур на всей термобатарее

холодильный коэффициент всей термобатареи достигает максимума, если

Рис. 4. Зависимость холодильного коэффициента от разности температур для однокаскадного (1) и двухкаскадного термоэлементов.

Холодильный коэффициент -того каскада определяется перепадом температур на нем а перепад температур при заданной (предыдущим каскадом) холодопроизводительности определяется размерами данной термобатареи; последние поэтому должны подбираться таким образом, чтобы (26) выполнялось.

При этом условии

В частности, для двухкаскадной батареи (27) дает

На рис. 4 приведена зависимость холодильного коэффициента от разности температур для одно- и двухкаскадной батареи.

Из графика видно, что преимущества двухкаскадного термоэлемента перед однокаскадным заметно проявляются при малых значениях Однако, когда требуется получить максимальное снижение температуры без учета потребляемой при этом термоэлементом мощности, возможно использование двухкаскадных и редко трехкаскадных термоэлементов. Применение термоэлементов с количеством каскадов более трех является нерациональным, так как холодопроизводительность уже третьего каскада настолько

мала, что использование такого термоэлемента в реальных условиях не всегда представляется возможным. Кроме того, необходимо иметь в виду, что из-за температурной зависимости перепад температур, создаваемый отдельными каскадами, уменьшается с увеличением количества каскадов по квадратичному закону.

Если к этому добавить, что создание уже трехкаскадного термоэлемента сопряжено со значительными конструктивными трудностями, то станет ясно, почему широкое практическое применение получили термоэлементы, содержащие не более трех каскадов.

1
Оглавление
email@scask.ru