Моделирование и исследование теплофизических параметров материалов и структур на основе теллурида висмута и разработка термоэлектрических насосов для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии

• Автор: Миронов, Ростислав Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

Оглавление
Глава 1. Перспективы и проблемы использования термоэлектрических тепловых насосов для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии
1.1 Перспективы использования тепловых насосов для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии

1.2 Актуальность использования термоэлектрических ТН

1.3 Тепловое расширение твердых растворов термоэлектрических материалов

1.3.1 Актуальность исследования ТКЛР термоэлектрических материалов и

структур

1.3.2. Анализ методов исследования теплового расширения материалов

1.4 Проблемы конструирования прецизионных термоэлектрических систем

1.4.1 Конструктивные особенности термоэлектрических устройств, работающих в условиях термоциклирования и повышенной влажности

1.4.2 Коэффициент преобразования тепловых насосов

1.4.3 Анализ методик расчета внешнего контура грунтового теплового насоса
1.4.4. Метрологическое обеспечение диссертационных исследований
1.4.5 Аппаратно-программные решения для диссертационных исследований .
1.5 Выводы по 1 главе
Глава 2. Математическое моделирование теплового расширения термоэлектрических материалов
2.1 Критический анализ данных по тепловому расширению термоэлектрических материалов
2.2 Разработка методики расчета ТКЛР анизотропных кристаллов по правилу Вегарда
2.3 Расчет ТКЛР из соотношения Грюнайзена
2.4 Выводы по 2 главе
Глава 3. Разработка методики и измерение ТКЛР низкотемпературных
термоэлектрических материалов
3.1 Разработка методики и измерительного аппаратно-программного комплекса для исследования ТКЛР материалов

3.2 Исследование теплового расширения термоэлектрических материалов
3.3 Выводы по главе
Глава 4. Моделирование и разработка термоэлектрических блоков для тепловых насосов
4.1 Разработка методики и расчет термоэлектрических устройств, работающих в условиях термоциклирования
4.2 Моделирование и разработка конструкции термоэлектрического блока для теплового насоса
4.3 Термоэлектрические модули, для эксплуатации в условиях повышенной
влажности
4.4. Выводы по главе
Глава 5. Моделирование, разработка конструкции и исследование термоэлектрического теплового насоса
5.1 Математическое моделирование внешнего контура теплового насоса
5.1.1 Краевые условия математической модели
5.1.2 Моделирование внешнего контура для трех источников тепловой энергии
5.2 Разработка методики, измерительного аппаратно-программного комплекса и исследование термоэлектрического теплового насоса
5.2.1 Расчет имитационного контура внешнего теплообменника теплового насоса
5.2.2 Результаты исследований энергоэффективности термоэлектрического блока теплового насоса
5.3 Разработка аппаратно-программных средств для исследования и эксплуатации термоэлектрических тепловых насосов
5.3.1 Программное обеспечение измерительного комплекса для исследования ТКЛР материалов
5.3.2 Аппаратно-программное решение для мониторинга термодинамических параметров теплового насоса
5.4 Выводы по главе

Заключение
Список литературы
Приложение

риалов. Рентгеновские методы используются как для исследования монокристал-лических, так и поликристаллических материалов.
Коэффициент термического расширения нельзя измерить непосредственно на опыте. Он рассчитывается на основе экспериментальных зависимостей удлинений образца от температуры с помощью различных формул. В термодинамике истинный коэффициент термического расширения ат выражается формулой:
где ц. - длина образца при заданной температуре Т. На опыте удлинение образца фиксируют в относительно небольшом температурном интервале и характеризуют термическое расширение однородных изотропных материалов с помощью среднего коэффициента линейного термического расширения, рассчитанного по выражению
где «По относится ко всему температурному интервалу АТ = Т ~Т0.
Согласно стандартному методу тестирования линейного термического расширения твердых или неупругих материалов с использованием кварцевого дилатометра типа Е228-85 или интерферометра Е289-70, принятому А8ТМ (Американской ассоциацией тестирования материалов) [31, 32], средний линейный коэффициент термического расширения атл между двумя последовательными температурами /; и т2 рассчитывается по формуле:
(1.1)
(1.3)