Разработка конструкции и основ теплового расчета термоэлектрического кондиционера кольцевого типа

• Автор: Петров, Николай Иванович
• Шифр специальности: 01.04.14, 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 172 с. : ил.

1.1. Развитие термоэлектрической техники.

1.2. Термоэлектрические преобразователи ТЭП и их применение в тепловых насосах

1.2.1. Принцип работы термоэлектрических преобразователей.

1.2.2. Характеристики термоэлектрических преобразователей.

1.2.3. Термоэлектрические преобразователи теплообменного типа

1.3. Термоэлектрические охлаждающие устройства и их использование

1.4. Эффективность применения термоэлектрических кондиционеров и перспективы их использования

1.5. Постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ КОНДИЦИОНЕРА.

2.1. Конструкция кольцевого кондиционера с термоэлектрическими преобразователями.

2.2. Экспериментальное исследование работы термоэлектрического преобразователя ТЭП.

2.3. Расчеты термоэлектрических характеристик преобразователя по экспериментальным данным
2.3.1. Определение параметров ТЭП.
2.3.2. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными.
2.4. Сравнение результатов испытаний ТЭП с данными испытаний кондиционера
2.5. Алгоритм приближенного численного моделирования тепловых процессов в кондиционере
ГЛАВА 3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧТ КОНДИЦИОНЕРА С
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
3.1. Расчетная схема кондиционера и его средние характеристики.
3.2. Методика теплового расчета
3.2.1. Тепловой баланс на спаях термопары и термоэлектрическом
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
и отопительный коэффициент
V безразмерная плотность тока питания
а коэффициент теплоотдачи
к коэффициент теплопередачи
добротность термопары
1 длина
доля теплообменной поверхности, занятая ТЭП
К тепловая проводимость
электрическое сопротивление
сР средняя теплоемкость
число Нуссельта
число Рейнольдса
число Прандтля
Р периметр
теплообменная поверхность
Индексы верхние Индексы нижние
н вход х,с холодный теплоноситель спай
К выход г, горячий теплоноситель спай
x максимум с спаи
i минимум теплоносители
к Карно x максимум
среднее значение i минимум стекло п п ое по числу, количеству Б большая М меньшая окр окружающая среда чел человек од оборудование инф инфильтрация
ВВЕДЕНИЕ


Тепло Томсона обусловлено изменением средней энергии диффундирующих носителей заряда при переходе в область более низкой или более высокой температуры. Одновременно в термоэлектрическом поле, которое всегда существует в проводнике с градиентом температуры, затрачивается или выделяется энергия. Из описания физической сущности эффекта Томсона видна его тесная взаимосвязь с эффектами Зеебека и Пельтье. Они проявляются одновременно, если замкнута цепь термоэлемента. Именно эти три явления лежат в основе принципа работы термоэлектрических устройств, применяемых в холодильной технике и осуществляющих направленный перенос теплоты от охлаждаемого объекта в окружающую среду, используя для этого электрическую энергию от постороннего источника. Основы современной термоэлектрической энергетики были в определнной степени разработаны в гг. Э. Альтенкирхом, который создал простую и достаточно точную теорию энергобаланса термоэлектрических генераторов, а также рассмотрел вопросы расчта термоэлектрических устройств охлаждения и подогрева. Но поскольку Альтенкирх работал с металлическими термопарами, он пришл к выводу, что практически использовать термоэлектрические явления не представляется возможным изза низкого коэффициента полезного действия менее 1 и возможного изменения температуры на единицы градусов. Таким образом, несмотря на теоретические предпосылки, термоэлектрические явления изза низкой эффективности долго почти целое столетие не могли найти применение в области энергетики, и только научнотехнический прогресс .