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

2. Толщины коммутационных пластин и их материалы одинаковы, а изменение теплофизических свойств материалов коммутационных пластин в диапазоне температур от ДО пренебрежимо мало.

Рис. 67. Схема для расчета напряжений, возникающих в плоских термоэлементах под действием сжимающих усилий

3. Электроизоляционные прослойки между термоэлементами абсолютно несжимаемы.

4. Влияние на термоэлектрическую батарею конструкционных элементов отсутствует.



ГМпп

Рис. 68. Схема для расчета напряжений, возникающих в батарее из плоских термоэлементов под действием изгибающей нагрузки

Выделим в плоской термоэлектрической батарее некоторый участок (рис. 67 и 68).

При увеличении температуры от начальной Го ДО Гр на горячей стороне и от Го до Гх на холодной коммутационные пластины А и С подвергаются изгибу и сжатию, а полупроводниковое вещество - изгибу и растяжению (в зависимости от геометрических размеров, температур и теплофизических свойств материалов знак напряжений может изменяться). Рассматривая выделенный эле-108



мент ттпп, найдем, что если усилия в любом поперечном сечении уравновешены, должны быть справедливы следующие зависимости:

Rx-Rnn = Q; (59)

гг - RnnLn + RA = 2 (М, -f М„„ - М,). (60)

Обозначив через J - момент инерции сечения, сл*;

ф - радиус кривизны, см,

получим

Лпп =-епп/пп кГ-см; 1

Следовательно,

= - Бхх кГ-см.

RtU- -Rnnnn 1 -Rxx - (г-г "Ь Бпп-пп х-х)

или поскольку

1т - In - 1\ ~ - Б» Jx- = Jx

(i?, Ч- Rx) t - i?nn/nn = - (Бпи-пп - 2e/).

Так как неизвестными величинами являются R, R, R„„ и то к уравнениям (59) и (60) необходимо добавить еще два уравнения, которые могут быть выведены из условия, что на спаях с-с и ci-с, Поэтому

Pfp Rr t о rp , 2/?пп I пп , elb 2я1) " Р"" < ennlimb 2

о у 1 2пп I пп R Т {

Рпп- X -t- епп/ппб "Г 2я1) ~ Р- е/6 2я1)

Произведя простейшие преобразования, получим систему из четырех уравнений:

+ пп = 0; {Rr -Ь i?x) / - RnJnn = - (2е/ -f е„Л.п);



Решая эти уравнения относительно R, R„„, R и ip, находим

11 =

/ - Inn al (

1 + Chfil \ 1 + «26/ 02)

R. = -

«2

1 6(/-/„п)

(61)

(62) (63) (64)

W3 96

ббппп

Ыпп(1-1ппГ 8/пп

[(Рг - Рпп) Гг - (Рпп - Рх) Гх] + 1

бппп

(г - l„nf 8пп

Так как

и наибольшие напряжения возникают на горячем спае в результате совместного действия растяжения и изгиба, то

2 2/?пп I бпппп „Г/„2

(65)

Эпюра напряжений показана на рис. 68.

Следует отметить, что полученные выше зависимости не учитывают влияния на величину напряжения в термоэлементах конструкции термоэлектрического устройства. В последнем случае характер напряжений еще более сложен, а его теоретический анализ чрезвычайно затруднен. ПО



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



0.0012