Главная
Попытка заменить пчелу
Предложения советских рационализаторов
Радиоэлектронные собеседники животных
Роботехника в производстве и в быту
Тайна профессора Рентгена
Деталь сама себя обрабатывает и охлаждает
Желтый подводный робот
Ледяные корабли
Открытия и наблюдения советских ученых
Новаторская перевозка грузов
Перпетуум мобиле с Алексеем Воробьёвым-Обуховым
Пишущая машинка стенографирует и расшифровывает
Шахматная махина маэстро кэмпелена
Роторно-винтовые ледоколы
Русскому керосину - 160 лет
Спасение в воздушных просторах
Что умеют машины
|
Главная - Литература - количество теплоты, отбираемой в единицу времени от горячего источника, вт, Qr = Q? + Q"; Qx - количество теплоты, отдаваемой термоэлементом за единицу времени холодному источнику, вт, Qnr - теплота Пельтье, поглощаемая за единицу времени на горячих спаях, вт, Qnr = Qnr + Qnr"> Qnx - теплота Пельтье, выделяющаяся за единицу времени на холодных спаях, вт, Qux === Qnx f QnxJ Qj - теплота Джоуля, выделяющаяся за единицу времени в термоэлементе при прохождении тока, вт, Qj = Q5 + QT, Qt - теплота, передаваемая теплопроводностью за единицу времени от горячих к холодным спаям, вт, Qt = Q? 4 Qt; Р - полезная электрическая мощность, вырабатываемая термоэлементом и выделяющаяся на нагрузке, вт, Р==рр-{- р". Уравнение теплового баланса термоэлемента по горячей стороне может быть записано в виде Qr = QT + Qnr--Qj* em. Аналогично для холодной стороны можно получить Qx = Qt + Qnx + 4" Qj Исходя из условия сохранения энергии и вычитая из первого уравнения второе, имеем Р = Qr - Qx Qnr -Qnx - Qj em. Распределение потоков энергии в термоэлементе, используемом в качестве источника электроэнергии, показано на диаграмме * Предполагается, что половина теплоты Джоуля, выделяющейся в стержнях термоэлемента, подводится к горячим, а вторая половина - к холодным спаям. (рис. 9). Коэффициент полезного действия, характеризующий эффективность процесса прямого преобразования термоэлементом тепловой энергии в электрическую, определяется как отношение полезной мощности к количеству теплоты, отбираемой за единицу времени от горячего источника: (23) Раскроем смысл величин, входящих в правую часть этой формулы. Поскольку термоэлемент составлен из стержней р- и п-типов. Рис. 9. Диаграмма энергетического баланса термоэлемента, используемого в качестве источника электроэнергии коэффициент термоэдс представляет собой сумму коэффициентов термоэдс обоих стержней: «s = sp + ttsn мкв/град, (в/град) где - коэффициент термоэдс дырочного полупроводникового материала, мкв/град, (в/град); ccsn - коэффициент термоэдс электронного полупроводникового материала, мкв/град, (в/град). Примем далее следующие обозначения: Рр» Рп - удельные электрические сопротивления материала стержней, ом-см; р п - электрические сопротивления стержней, ом; К к - коэффициенты теплопроводности стержней, вт/м-град; удельные теплопроводности стержней, вт/град; площади поперечных сечений стержней, см; высота стержней (принимается одинаковой для обоих стержней), см; сила тока, а; величина термоэдс, в. Р - Применяя указанные обозначения, можно принять: г = Гр + г„ =- + -J ом; я Яр + я„ = (Ipfp -I- KFn)- вт/град. На основании известных зависимостей количество теплоты, передаваемой теплопроводностью за единицу времени: QTyiiT,~T,)em. Теплота Пельтье, поглощаемая за единицу времени на горячих спаях термоэлемента, определяется равенством Qnr ocsr/T. вт, а теплота Пельтье, выделяющаяся за единицу времени на холодных спаях: Qnx = ccsJT em. Полезная мощность термоэлемента, устанавливаемая по электрическим параметрам, находится по формуле Р = PR вт, а величина термоэдс термоэлемента при этом £ = as(r,, -в. С учетом этих зависимостей величина тока может быть определена по формуле / - £ „а5(Гг-Гх) „ " R+r R+r или, принимая - = М, ~ г (М + 1) • На основании выведенных зависимостей, приняв as = ocsp + + asn и z =-> окончательно имеем 2 т- Гг - Тх 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 |