ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термоэлектрические тепловые насосы при переменных температурах вдоль спаев термобатареи из "Термоэлектрические тепловые насосы" В предыдущей главе были рассмотрены основные соотношения для расчета энергетических характеристик ТТН при условии постоянства температуры на спаях термобатареи. Однако это условие справедливо лишь для некоторых случаев практического применения полупроводникового охлаждения и нагрева. К ним в первую очередь могут быть отнесены термоэлектрические выпарные установки, так как изменение агрегатного состояния теплоносителя на спаях термобатареи происходит при постоянной температуре. Кроме того, сюда относятся полупроводниковые охладители и нагреватели, находящиеся в непосредственном контакте с охлаждаемым и нагреваемым неподвижным объектом, а также ТТН, охлаждающие и нагревающие объем жидкости или газа, при условии, что циркуляция последних происходит в направлении, перпендикулярном поверхности термобатареи. [c.108] В то же время существует обширный класс полупроводниковых ТТН, в которых имеет место изменение температуры теплоносителей вдоль поверхностей термобатареи, поглощающих и выделяющих тепло. Сюда относятся охладители и нагреватели потоков жидкости, полупроводниковые кондиционеры, воздухоохладители ИТ. п., словом, все термоэлектрические устройства, в которых циркуляция теплоносителей происходит вдоль спаев термобатареи. [c.108] Схематически рассматриваемый тип ТТН можно представить как плоскую перегородку, составленную из идентичных по размерам и физическим свойствам термоэлементов, одна поверхность которой обтекается охлаждаемой жидкостью, а другая — жидкостью, отбирающей тепло от горячих спаев. По существу в этом случае ТТН является своеобразным теплообменником-рекуператором, в котором на поверхности стенки, разделяющей потоки теплоносителей, происходит дополнительное выделение и поглощение тепла Пельтье, а в объеме стенки выделение джоулева тепла. [c.109] По аналогии с обычными рекуператорами в термоэлектрических теплообменниках могут иметь место различные виды взаимного движения теплоносителей. Прежде всего рассмотрим случай, когда обе жидкости, омывающие поверхность стенки, текут параллельно в одном и том же направлении. Такая схема движения называется прямотоком. На рис. 26 показана принципиальная схема изменения температур обоих теплоносителей по мере их движения вдоль омываемой поверхности в направлении оси х. Выделим элемент поверхности длиной йх и шириной, равной ширине термобатареи, и составим для него уравнение теплового баланса в стационарных условиях. [c.109] При этом жидкость на участке длиной йх охлаждается на величину йТ . [c.109] Коэффициенты теплоотдачи принимаем постоянными по всей площади термобатареи, жидкость считаем несжимаемой и ее теплоемкость независящей от температуры. Наконец, пренебрегаем потерями тепла в окружающую среду, так как для компактных теплообменников с большими удельными тепловыми потоками эти потери обычно составляют 1—2% от общей тепловой нагрузки. Все эти ограничения общеприняты при анализе тепловых реншмов теплообменных аппаратов и достаточно хорошо согласуются с реальными условиями работы рассматриваемых ТТН. [c.111] Аналогичные уравнения для распределения температуры вдоль потоков могут быть получены в случае, когда нагреваемая и охлаждаемая жидкости движутся параллельно навстречу друг другу такую схему принято называть противотоком (рис. 27). [c.112] Таким образом, рассмотренные уравнения характеризуют распределение температур в теплоносителях вдоль поверхности теплообменного аппарата о учетом конкретных закономерностей действия источников и стоков тепла на поверхности и в объеме стенки, разделяющей потоки. [c.114] Вернуться к основной статье