Главная
>
Продольные короткозамкнутые термоэлементы 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 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 (в формуле (IV.33) с достаточной степенью точности можно использовать только первый член, а второй отбросить),
Рмакс
4(в; + 1)-
бде ©i
определяется оптимальная безразмерная плотность тока
Vo = V -
(v - v );
(IV.35)
определяется критерий Ks по формуле (IV.30); определяется оптимальная площадь термобатареи
aoKs(Ti-Tl)
(IV.36)
определяется ток питания термобатареи при заданном количестве термоэлементов Nj (или определенном при заданной площади одного элемента и известной площади термобатареи)
A cpW
(IV.37)
по формуле (IV.29) определяется максимальный холодильный коэффициент.
Б. Заданы: холодопроизводительность, температуры окружающих сред, коэффициенты теплоотдачи, площадь термобатареи. Необходимо определить длину термоэлементов и ток питания, обеспечивающие максимальный холодильный коэффициент. Последовательность решения такова:
по заданным исходным данным определяется Ksl
по табл. IV.1 для рассчитанного Ks определяется Ро, Vq, е,;
по найденному Р* определяется оптимальная длина термоэлемента
(IV.38)
по количеству термоэлементов в батарее или площади одного элемента из (IV.37) определяется оптимальный ток.
В. Заданы: холодопроизводительность термоэлемента, температуры сред, коэффициенты теплоотдачи и объем (масса) полупроводникового материала. Необходимо определить длину термоэлементов и оптимальный ток, при которых достигается максимальный холодильный коэффициент. Решается следующим образом:
по заданным исходным данным определяется Kvt
по табл. IV.1 для рассчитанного Ко определяются р*, vo. макс
оптимальная длина / определяется по формуле (IV.38); из (IV.37) по количеству термоэлементов в батарее или площади одного элемента определяется оптимальный ток.
Таблица IV.1
Оптимальные параметры термобатарей в зависимости от холодопроизводительности на единицу площади и единицу объема
о
=0.5
=0,02
0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250
0,010 0.018 0.026 .0.034 0.041 0,071 0.098 0,126 0,177
0.0931 0.0989 0.1048 0.1108 0.1169 0.1491 0.1854 0.2295 0.3088
1.954 1.808 1.677 1.558 1.450 1.025 0,725 0.489 0,241
0.005 0,010 0.015 0,020 0.030 0,040 0.050 0,060 0.070
0.068 0.098 0.124 0,146 0,189 0,230 0,272 0.317 0,366
0.1191 0,1291 0.1361 0,1416 0,1500 0,1565 0,1620 0,1669 0,1715
1,214 1,978 0,831 0,725 0,575 0,470 0,389 0.323 0,266
ei=0,5
Дв=0,02
й=10
0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,100 0,150
0.009
0,017
0.024
0.031
0.037
0.065-
0.102
0.0976 0.1080 0.1186 0.1293 0.1403 0.2000 0.2782
1,839 1,611 1,420 1,258 1,118 0,628 0,309
0.005 0.010 0.015 0.020 0.030 0.040 0.050
0.071 0.108 0.142 0.174 0.243 0.321 0.427
0,1361 0,1489 0,1570 0,1629 0,1717 0,1784 0,1848
0,837 0.598 0,465 0.376 0.259 0.182 0.118
=0,5
Д в=0,02
й=15
0,010 0,020 0,030 Д040 0,050 ,0,100
0,009 0,016 0,023 0,029 0,034 0,066
0.1021 0,1171 0.1324 0,1481 0.1641 0,2555
1,734 1,444 1,215 1,030 0.877 0,377
0.005 0,010 0,015 0,020 0,030
0,076 0,122 0,167 0,214 0,327
0,1487 0.1620 0.1697 0,1753 0.1835
0.603 0.309 0,281 0.212 0,123
=0,5
Дв=0.02
а=20
0,01 0,02 0,03 0,04 0.05
0,009 0,016 0,022 0,027 0.033
0.1066 0,1263 0.1464 0,1670 0.1884
1.639 1.300 1.04* 0.852 0,695
0,005 0,010 0,015 0,020 0,030
0,083 0,139 0,199 0,266 0,491
0,1582 0.1708 0,1779 0.1829 0.1924
0.449 0,267 0,185 0.120 0.049
в;=о,5
Дв=0.04
0,01 0.02 0.03 0.04 0.05
0.013 0,025 0.036 0,048 0.060
0,1845 0.1978 0,2118 0.2268 0,2429
0.761 0.675 0.597 0.524 0.456
0,005 0.010 0.015 0.020
0.087 0.137 0,190 0,267
0,2293 0.247а 0,2611 0,2765
0.396 0.273 0.190 0.113
Продолжение табл. IV.1
макс
макс
б;=о.5
Дв=0,04
а=10
0,01 0,02 0.03 0,04 0.05
0,012 0,024 0.037 0,050 0,067
0.1936 0,2167 0,2414 0,2688 0,3013
0,700 0,569 0,458 0,359 0.266
0.005 0.010
0.102 0.187
0,2494 0,2692
6,240 0,121
ei=0,5
Дв=0,04
0=15
0,01 0,02 0,03 0,04
0,012 0,024
0,038 0,057
0,2028 0,2359 0,2723 0,3162
0,643 0,479 0,345 0.227
0,005
0,123
0,2618
0,150
=0,5
=0.04
0,01 0,02 0,03
0,012 0,025 0,042
0,2120 0,2554 0,3053
0,592 0,401 0-,2б1
0.005
0,149
0,2700
0,094
в=0,5
Дв=0,06
0.01
0,02 0.03
0,018 0,037 0,062
0,2757 0,3015 0,3349
0,359 0,285 0,208
0.005
0,141-
0,3415
0,102
=0,5
Дв=0,06
0=15
0,01
0.02
0,019 0,055
0,3046 0,3774
0,274 0,124
в;=о,5
Дв=0,06
0=20
0.01
0.020 1 0,3196
1 0,236 1 - 1
1 -
6=0,5
Дв=0,08
0.01
0,032
i 0,3740
1 0,146 1 - 1
1 -
в/=0,5
Дв;=0,08
0=10
0.01
1 0,04 1
0,4011
1 0,101
1 - 1
1 -
в/=1
Д в=0,02
0,01
0.02 0.03 0.04 0.05 0.10 0.15 0.20 0,25
0,007 0,013 0.019 0,024 0.029 0,048 0.062 0.072 0,080
0,0508 0,0538 0,0568 0.0598 0,0627 0,0778 0,0932 0,1089 0,1248
7,716 7,261 6,853 6,484 6,149 4.850 3,960 3,312 2,818
0.005 0,010 0.015 0,020 0,030 0.040 0,050 0.060
0.055 0,076 0,093 0,107 0,132 0,154 0.174 0.193
0,0678 0,0746 0,0794 0,0832 0,0891 0,0937 0,0974 0,1006
4,987 4,162 3.655 3,293 2.789 2,443 2,184 1.980
Продолжение табл. IV.1
0,30 0,35 0,40 0.45 0,50
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,10 0,15 0,20 0.25 0.30 0,35 0.40 0,45 0.50
0,01
0,02 0,03 0,04 0.05 0,10 0,15 0.20 0,25
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
0,088 0,094 0,099 0,105 0,110
0,1412 0,1579 0,1751 6,1927 0,2109
в;=1
2,430 2,116 1,857 1,639 1.453
0.007 0,012 0,017 0,021 0,025 0,038 0,047 0,053 0,059 0,065 0,070 0,075 0,081 0.088
0,0532 0,0586 0,0641 0,0695 0,0750 0,1026 0,1310 0,1601 0,1901 0,2211 0,2534 0,2871 0,3228 0,3611
в;=1
7.339 6,613 6,007 5,493 5,052 3,540 2,654 2,071 1,658 1,349 1,109 0,916 0.756 0,621
Дв=0,02
=0,02
0,005 0,010 0,015 0,020 0.030 0,040 0.050 0.060 0,070 0,100 0,200 0,300
0=10
0,053 0,075 0.094 0.110 0,139 0,166 0,192 0,218 0.243 0,319 0,610 1,093
0,0815 0,0920 0,0991 0,1046 0,1127 0,1186 0,1232 0,1269 0,1300 0,1368 0,1469 0,1502
0=15
0,007
0,0557
6,995
0,005
0,053
0,0934
0,012
0.0635
6,063
0,010
0.077
0.1064
0,016
0.0714
5,332
0,015
0,097
0,1148
0,019
0,0793
4,744
0,020
0.115 0.152
0,1209
0,022
0,0872
4,260
0.030
0,1296
0.032
0,1277
2,734
-0,040
0.186
0,1355
0.039
0,1694
1,924
0,050
0.221
0.1398
0.044
0,2126
1.421
0,060
0,255
0,1430
0.050
0,2576
1,076
0,070
0.290
0,1456
0,100
0.403
0,1505
0,200
0.960
0,1548
=0,02
0=20
0,006 0,011 0,014 0,017 0,019 0,028 0,034 0,039 0,046 0,054 0.066
0,0581 0,0684 0,0787 0,0891 0,0996 0,1530 0,2085 0,2665 0,3280 0,3947 0,4710
6,679 5,590 4,782 4,158 3,662 2,187 1,457 1,020 0,726 0,512 0,345
0,005 0,010 0,015 0,020 0,030 0,040 0.050 0,060 0,070 0.100
0,054 0.080 0.103 0,126 0,169 0,212 0.256 0.302 0,350 0.511
0,1038 0.1183 0,1272 0,1333 0,1415 0,1466 0,1502 0,1526 0,1544 0,1572
3,541 2,689 2,220 1,909 1,507 1,252 1,071 0,935 0,828 0,608 0,279 0,121
2,637
1,870
1,478
1,230
0.925 .
0,740
0,614
0,521
0,450
0,308
0,099
2,035 1,367 1,046 0,085 0,615 0,478 0,386 0,321 0,271 0,173
продолжение табл. IV.]
макс
макс
де=о,04
0,01
0.008
0,1010
3,670
0,005
0,058
0,1334
2.295
0.02
0.014
0,1070
3.431
0.010
0.082
0,1460
1,880
0.03
0,021
0,1131
3,217
0,015
0.101
0.1547
1.625
0.04
0.026
0,1193
3/)23
0,020
0.118
0,1614
1,444
0.05
0.031
0,1255
2,847
0,030
0.148
0.1718
1.191
0,10
0,053
0,1572
2.163
0.040
0.176
0.1798
1,018
0.15
0,069
0.1904
1.693
0,050
0.202
0,1862 0.1916
0.888
0.20
0,082
0,2254
1.348
0.060
0,227
0.785 1
0,25
0,095
0.2627
1,083
0,070
0,253
0.1963
0.701
. 0.30
0,106
0.3029
0,871
0.100
0,329
0.2075.
0.518 ,1
0,35
0,118
0.3474
0.694
0,200
0.681
0,2350
0,179
0.40
{,131
0.3988
0,541
0,45
6.148
0,4639
0.398
е;=1
Ав=0.04
а=10
0.01
0.007
0.10.58
3.475
0,005
0.058
0.1569
1,592
0,02
0,013
0,1168
3.096
0,010
0,085
0.1743
1.173
0,03
0,019
0,1279
2,780
0,015
0,108
0,1856
0,944
0,04
0,023
0.1390
2.512
0,020
0,130
0,1938
0,792
0,05
0,027
0,1503
2,282
0,030
0,171
0,2056
0,597
0,10
0,044
0.2087
1,491
0,040
0.212
0.2139
0.473
0,15
0,057
0.2710
1,023 0,710
0,050
0,253
0,2202
0,385
0,20
0,069
0.3392
0.060
0,297
0.2252
0,319
0,25
0.085
0,4177
0,479
0,070
0,343
0,2295
0,266
0.30
0,110
0.5234
0,283
0,100
0,512
0,2399
0,152
б;=1
Ае=0,04
а=15
0,01
0,007
0,1110 0,1266
3,297
0.005
0,060
0.1757
1,160
0,02
0,013
2,813
0,010
0,091
0,1951
0,788
0,03
0,017
0,1427
2,433
0.015
0.120
0.2066
0,601
0,04
0,021 0,024
0,1589
2,126 1,874
0,020
0,148
0.2146 ,
0,482
0,05
0,1754
0.030
0,204
0,2253
0.339
0,10
0,039
0.2614
1,076
0,040
0,264
0.2323
0,252
0,15
0,052
Х),3560
0,646
0,050
0,329
0,2374
0,192
0,20
0,071
0,4685
0,365
0,060
0,403
0.2416
0,147 .
0.070
0,492
0.2454
0,110
61=1
Дв=0,04
а=20
0,01
0,007
0,1156
3,134
0,005
0,063
0,1907
0,876
0,02
0,012 0,016
0,1364
2,569
0.010
0,100
0.2102
0,558
0.03
0.Г576
2,149
0,015
0.135
0,2210
0,407
0.04
0,019 0,022
0,1790
1,824
0.020
0.171
0.2281
0,316
0,05
0,2008
1,566
0,030
0.246
0.2370
0,208
0,10
0,036
0,3157
0.795
0,040
0.331
0.2427
0,144
0,15
0,197
0,8168
0,032
0,050
0.433
0,2470
0,101
0,060
0,576
0,2514
0,065
Продолжение табл. IV.1
0,01 0.02 0,03 0,04 0,05 0,10
0,010
0,020
0,030
0,040
0,050
0,100
0,150-
0,200
макс
макс
в;=1
А6=0,06
0,01
0.007
0.1515
2,321
0,005
0,061
0.1969
1.399
0,02
0,015
0.1598
2,154
0,010
0,088
0,2145
1.121
0,03
0.022
0.1692
2,003
0,015
0,110
0.2265
0,950
0.04
0,028
0.1788
1,868
0.020
0,130
0.2358
0.828
0.05
0,034
0.1885
1,744
0,030
0,167
0,2500
0,659
0,10
0,058
0,2391
1,263
0.040
0,203
0.2609
0,541
0.15
0.079
0,2944
0,927
0,050
0,238
0,2699
0,453
0.20
0.098
0,3570
0,674
0.060
0,274
0,2777
0.382
0,25
0.120
0,4335
0,468
0,070
0,313
0,2848
0.322
0.30
0.-157
0,5612
0,256
0,100
0,460
0.3065
0.178
е,=1
Дв=0,06
= 10
0.010
0.008
0,1577
2.186
0.005
0,064
0,2271
0,020
0,014
0,1752
1,923
0.010
0.096
0.2493
0.030
0.020
0,1915
1.703
0,015
0,126
0,2631
0.040
0.026
0,2088
1,517
0,020
0.154
0,2732
0,050
0.030
0,2264
1,356
0.030
0,212
0.2876
0,100
0,052
0,3205 .
0.800
0,040
0,276
0.2985
0,150
0.074
0,4313
0,459
0,050
0,351
0,3081
0,060
0.458
0,3192
в;=1
де=:0,об
а=15
0.01
0,007
0,1650
2,064
0,005
0.068
0,2495
0.02
0,014
0,1893
1,728
0,010
0,108
0,2722
0.03
0,019
0,2140
1,464
0,015
0,147
0,2853
0,04
0,024
0,2393
1,251
0,020
0,188
0,2944
0,05
0,028
0.2651
1,076
0,030
0,279
0,3077
0.10
0,050
0.4070
0.512
0,040
0.404
0,3197
0.007 0.013 0,018 0.022 0,026 0.176
0,009 0,016 0,024 0,031 0,037 0,066 0,094 0,133
= 1 0,1724 0,2042 0.2367 е.2701 0.3044 0,8082
=1 0,1993 0,2121 0,2251 0,2384 0,2519 0,3249 0,4122 0,5436
Дв=0,06
1,952 1,560 1,269 1,044 0,864 0.036
Ав 1,645 1,514 1,396 1,288 1,190 0,8059 0,528 0,285
0,005 0,010 0,015 0,020 0,030
=0.08 0,005 0,010 0,015 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060
0,074 0,123 0,175 0,231 0,378
0,065 0,095 0,121 0,145 0,192 0,240 0,295 0,366
0=20 0,2660 0.2874 0,2992 0,3073 0,3209
а=5 . 0,2584 0,2804 0,2954 0,3071 0,3254 0,3403 0,3542 0,3699
0,945 0,671 0.521 0.423 0.295 0.213 0.152 0.098
0,671 0,433 0,313 0.238 0.145 0.084
0,494 0,294 0.200 0,142 0.071
0,952 0,741 0,612 0,520 0,390 0,298 0,225 0,158
