Термоэлектрические устройства для термостатирования с использованием плавящихся веществ

• Автор: Губа, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ТЭ - термоэлемент

ТЭБ - термоэлектрическая батарея

ТЭГ - термоэлектрический генератор

ТЭИТ - термоэлектрический интенсификатор теплопередачи

ТЭМ - термоэлектрический модуль

ТЭО - термоэлектрический охладитель

ТЭС - термоэлектрическая система

ТЭХ - термоэлектрический холодильник

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

ЦАП - цифроаналоговый преобразователь

ЖКИ - жидкокристаллический индикатор
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Приборы, методы и средства прецизионного термостатирования объектов в различных отраслях народного хозяйства
1.2. Применение полупроводниковых термоэлектрических преобразователей энергии для термостатирования
различных объектов
1.3. Проблемы прецизионного термостатирования опорных спаев дифференциальных термопар
1.4. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ
2.1. Математическое моделирование процессов теплообмена
при плавлении рабочего вещества. Анализ методов решения задачи
2.2.Моделирование процессов теплообмена при плавлении рабочего вещества в термоэлектрическом устройстве для термостатирования
с учетом развитой конвекции в его жидкой фазе
2.3. Влияние на процесс теплообмена в термоэлектрическом устройстве
для термостатирования теплоотдачи с его боковой поверхности
2.4. Расчет термоэлектрической батареи
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ 65.
3.1. Описание экспериментального стенда и методики
проведения эксперимента
3.2. Результаты экспериментальных исследований
термоэлектрического устройства для термостатирования
3.3. Оценка погрешностей измерений
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. КОНСТРУКТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПЛАВЯЩИХСЯ ВЕЩЕСТВ
4.1. Многоканальный малогабаритный нуль-термостат
4.2. Нуль-термостат с радиатором для теплоотвода
4.3. Малогабаритный нуль-термостат с системой определения положения границы раздела фаз
4.4. Нуль-термостат модифицированной конструкции
4.5. Система управления прецизионным нуль-термостатом
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Современные тенденции развития измерительной техники требуют непременного совершенствования методов и средств контроля различных физических величин при проведении экспериментальных исследований, лабораторных испытаниях новых устройств или в области управления технологическими процессами на производстве. Как правило, прецизионному контролю могут подлежать самые различные параметры, однако, одной из наиболее часто измеряемых физических величин является температура [НО, 111,112].
Важным элементом любой системы измерения температуры является температурный преобразователь - датчик, параметры и схема включения которого во многом определяют точность всей системы. Известны различные типы датчиков температуры, из них на практике чаще всего применяются различные разновидности резистивных и полупроводниковых датчиков и др., а также дифференциальные термопары, которые отличаются рядом положительных качеств [71]. К их недостаткам при проведении точных измерений можно отнести необходимость в термостабилизации опорных спаев при определенном значении температуры, чаще всего, при 0°С.
Среди наиболее распространенных устройств, применяемых для термостабилизации опорных спаев выделяется сосуд Дьюара и его различные модификации, которые в самом общем случае представляют собой сосуд, заполненный тающим льдом. Общие недостатки подобных конструкций заключаются в необходимости частой замены рабочего вещества, больших размерах, а также, в неравномерности распределения температуры во внутреннем объеме, что снижает стабильность термостатирования. Известны также несколько конструкций, принцип работы которых основан на применении датчика температуры, который включен в схему двухпозиционного регулирования [118]. При этом точность термостабилизации зависит от характеристик используемых датчиков, что является их существенным недостатком. Среди других недостатков можно отметить необходимость в использовании различных сложных в конструктивном исполнении устройств охлаждения на основе жидких или газообразных хладагентов, что ведет к ухудшению весогабаритных

т, с
Тор, к
Рис.2.5. Зависимость изменения времени полного расплавления рабочего вещества от Тср при различных значениях R