ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Розділ 3.Розрахунок параметрів Холодильник Еттінгсгаузена

Загрузка...

Розглянемо детальніше термодинамічне обмеження накладене на добротність елементу Еттінгсгаузена. Уявимо собі роботу охолоджувального елементу Еттінгсгаузена.з постійними фізичними параметрами і добротністю при електричному полі , багато більшому оптимального . Очевидно, що при необмеженому зростанні холодна поверхня так само, як і увесь об'єм елементу, почне необмежено нагріватися. При цьому прийнята постійність у поєднанні з необмеженим зростанням входить в протиріччя з обмеженням . Оскільки ж це обмеження витікає з термодинаміки процесів в охолоджувальному елементі Еттінгсгаузена, то прийняття постійності неправомірно. Для збереження умови необхідно рахувати фізичні параметри речовини, а отже, і що є залежними від температури. У пропонуються наступні закони температурних залежностей, які, разом з аналітичною простотою, задовільно узгоджуються з реальними температурними залежностями параметрів термомагнітних речовин.

(12.30)

Де- ,коефіцієнт термомагнітної е.р.с.; , питомий опір і теплопровідність; -фіксована температура гарячої грані елементу Еттінгсгаузена; , , -значення вказаних фізичних параметрів при температурі .Добротність в цьому випадку дорівнює:

(12.31)

 

(12.32)

Де .При дотриманні умови (12.32) обмеження виконується; і у разі необмеженого зростання температури :

(12.33)

Задовольнивши обмеження (12.15), перейдемо безпосередньо до аналізу нестаціонарних режимів холодильника. Еттінгсгаузена Скориставшись для стаціонарного випадку [78] диференціальним рівнянням:

(12.34)

Де .Запишемо систему рівнянь для нестаціонарного випадку :

(12.35)

(12.36)

(12.37)

(12.38)

де а-температуропровідність. Початок координат розташований на холодній грані. Вирішуючи систему рівнянь (12-35)-(12.38), отримуємо:

(12.39)

Де , -температура холодної поверхні

Досліджуючи величину АТ/Т0 на екстремум по параметру встановлюємо наявність максимуму цієї функції :

(12.40)

,

 

де -час настання максимуму . При цьому

(12.41)

Наявність оптимізуючого параметра - ,який включає кермуючий параметр- і час , призводить до: співвідношення:

(12.42)

Рівняння (12.42) є якісним аналогом умови нестаціонарного режиму холодильника Пельтье (див. гл. 6), тобто існує схожість між нестаціонарними режимами охолоджувальних елементів Еттінгсгаузена і Пельтье при постійному керівнику дії. Характерно, що ця аналогія існує, попри те, що температурна залежність фізичних параметрів в елементі Еттінгсгаузена підкоряється термодинамічному обмеженню, а в елементі Пельтье такого обмеження немає. Аналогія ефектів Еттінгсгаузена і Пельтье при постійних керівниках діях може бути поширена на складні дії, що управляють, щобуло, зокрема, показано .

 

 

Матеріали для термоелементів Еттінгсгаузена

 

У праці [14] показано, що для кристалів Ag2S і Ag2Te електропровідність σ(Т) при фазовому переході змінюється більш ніж в 10 раз в інтервалі ΔТ = 10-12 К. Тобто Ag2S і Ag2Te можна використати в якості теплоприймачів.

Для зразків SnTe: In з різним змістом індію (1 - 16 at.% ) досліджені температурні залежності коефіцієнта поперечного ефекта Нернста-Еттінгсгаузена в діапазоні 100-300 K і питомий опір при температурах 1.2-4.2K у магнітних полях до 10 кЕрс [15]. Отримані дані свідчать про наявність резонансного розсіювання дірок у смугу квазілокальних домішкових станів In у зразках Sn1-xInxTe зі змістом In x >0.05 і переходу в надпровідний стан із критичною температурою Т~1.5–2.2 К.

Цікаві результати дослідження кінетичних коефіцієнтів InSb в діапазоні температур 270-330 К та магнітних полях от 0 до 4 Тл проведені в роботі [19], а в роботі [17, 18] розглянуто діапазон температур 260-360 К. В праці [17, 18] також приведено порівняння рухливостей матеріалів InSb, HgSe, HgTe та InAs.

На рисунку 1 показано залежність добротності матеріалів BiSb і Ag2Tе від температури (криві 1 і 2 відповідно). Ці залежності були переведені в поліноми та за допомогою програмного пакету MatCad отримано залежність максимальної різниці температур від температури на гарячий стороні термоелемента для BiSb і Ag2Tе рис.2 Видно, що використання Ag2Tе в діапазоні температур 150-300 К дає найбільший DТmax ≈ 36 К.

 

Рис.1. Залежність добротності Z від температури для матеріалів: 1-BiSb та 2-Ag2Te

Рис.2. Залежність мах ∆Т від Т2.

Видно, що використання Ag2Tе в діапазоні температур 150-300 К дає найбільший DТmax ≈ 36 К при Т2 = 300 К.

 

 

Загрузка...

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти