Главная - Литература

0 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

Если принять = ocsx = s-

Как и в случае электрогенерирующего термоэлемента, максимальное для данной АГ = - значение холодильного коэффициента может быть получено при условии

тогда

Если числитель и знаменатель формулы (32) умножить на г и принять и = 1г, зависимость для определения можно записать в виде

Для получения максимального значения функции Sx = S (U) продифференцируем правую часть уравнения (33) ио U и приравняем первую производную нулю. После решения квадратного относительно U уравнения получаем

2пг Тг-Тх

Тг+Тх I

1 +/l +Z{T,+ Tx)

в. (34)

Примем, как и ранее

М = 1/1+гГер.

После простых преобразований уравнение (34) приводится к виду

1о„=Ц.. (35)

Следовательно, максимальное значение холодильного коэффициента, соответствующее t/опт. может быгь найдено по формуле

хтах== Тг~Тх М ()

Как следует из формулы (36), при М = величина Sx = 0.

В этом случае может быть получена максимальная величина разности температур между спаями, т. е. величина максимального охлаждения:

{T,-TxUx=--zTl град, (37)



при котором

Uonr - ctsT е\ (38)

Р = xzli вт. (39)

Анализируя формулу (36), можно сделать следующие выводы: первый член в этой формуле представляет собой выражение для термодинамического к. п. д. идеального обратного цикла Карно; второй член, как и в случае электрогенерирующего термоэлемента, характеризует степень уменьшения к. п. д. обратного цикла Карно вследствие необратимых потерь на теплопроводность и Джоулеву теплоту. Аналогично можно считать, что холодильный коэффициент тем больше, чем выше zTp и чем меньше отношение температур .

Приведенные выше теоретические зависимости получены применительно к ОДнокаскадным охлаждающим термоэлементам. Однако так же, как и в случае электрогенерирующих термоэлементов, в некоторых условиях могут оказаться целесообразными многокаскадные термоэлементы, используемые для целей охлаждения.

Рассмотрим условия, при которых многокаскадные термоэлементы (рис. 17) имеют преимущество перед однокаскадными. В случае многокаскадного охлаждающего термоэлемента распределение потоков энергии может характеризоваться диаграммой рис. 18. Напишем уравнения энергетического баланса для каждого из спаев каскадов. Для горячих и холодных спаев первого каскада

Qгl = Qпгl-Qтl-Qл Qxi = Qnxi + QTi-4-Qj «"

Для спаев второго каскада получаем аналогичные выражения:

И Т. д.

Аналогично для t-ro каскада можно найти:

Qx. = Qnx. + QT.-4Qj



Рис. 17. Расчетные схемы многокаскадных термоэлементов, используемых в качестве охлаждающего устройства: а - с раздельными каскадами; б-с совмещенными каскадами


Рис. 18. Диаграмма энергетического баланса многокаскадного термоэлемента, используемого в качестве охлаждающего устройства



0 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



0.0079