Методики расчета и выбора параметров термоэлектрических термостатов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ
|
Тахистов, Филипп Юрьевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата технических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Санкт-Петербург
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.14
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
ТАХИСТОВ Филипп Юрьевич
МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОСТАТОВ
01 04 14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника
Автореферат диссертации на соискание ученой сте кандидата технических наук '
ии^ит1349
Санкт-Петербург — 2007
003071349
Работа выполнена на кафедре компьютерной теплофизики и энергофизического мониторинга Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики (СПбГУИТМО).
Научный руководитель Официальные оппоненты
доктор технических наук, профессор Шарков Александр Васильевич
доктор технических наук, профессор Ярышев Николай Алексеевич
доктор технических наук Сулин Александр Борисович
Ведущая организация ОАО "Авангард"
(г Санкт-Петербург)
Защита состоится "2. " { L 2007 г в 11 часов на заседании
диссертационного совета Д 212 227 02 в Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики (СПбГУИТМО) по адресу.
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, 49, ауд 2 -
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУИТМО
f
Автореферат разослан ". и " ' 2007 г
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 212 227 02 доктор физико-математических наук, профессор
С А Козлов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность
Устройства и системы, служащие для охлаждения и термостатирования объектов, используются повсеместно, и все более широкое применение в них находят термоэлектрические модули (ТЭМ) на основе полупроводников По экспертным оценкам, производство ТЭМ характеризуется столь высокими и устойчивыми темпами роста, которые свойственны только таким высокотехнологичным отраслям, как вычислительная техника и телекоммуникации Интенсивное развитие термоэлектричества связывается с ростом спроса на термоэлектрические устройства (ТЭУ) массового и специализированного назначения, в особенности на переносные термостаты. Однако, несмотря на широкую распространенность термоэлектрических термостатов, научная обоснованность выбора их конструктивных параметров не всегда достаточна, что зачастую оборачивается большими сроками разработки либо просчетами при оценке характеристик.
Любой термоэлектрический термостат является многопараметрическим, нелинейным устройством, включающим в себя ТЭМ, элементы подвода, отвода теплоты Расчет и выбор параметров термостатов, поиск оптимального конструктивного решения все более требуют привлечения достижений современной вычислительной техники В особенности это касается термоэчектрических термостатов, у которых основным способом передачи теплоты является не конвекция в объеме камеры, а теплопроводность по стенкам камеры Тепловые потоки в ТЭУ обычно имеют высокую плотность, размер устанавливаемых ТЭМ существенно меньше размеров камеры, поэтому температурное поле камеры в общем случае является неизотермическим Соответственно, назовем такой термостат как термоэлектрический термостат с неизотермической камерой — ТНК
Среди различных термоэлектрических термостатов именно расчет и выбор параметров ТНК, в силу многомерности температурного поля камеры, является недостаточно проработанным и более сложным Возрастающие требования к обеспечению равномерности температурного поля термостатируемых объектов диктуют необходимость расчета температурного поля камеры с заданной точностью Кроме того, от распределения температуры по стенкам камеры зависит величина теплопритока и тепловой режим термостата в целом
Актуальной научной задачей, решенной в настоящей диссертации, является разработка методик расчета и выбора параметров термоэлектрических термостатов применительно к термоэлектрическому термостату с неизотермической камерой
Цель в задачи диссертационной работы
Целью диссертационной работы является разработка модели ТНК, создание на ее основе методик расчета и выбора конструктивных и режимных параметров ТНК
Для достижения поставленной цели необходимо 1 Определить тепловые сопротивления элементов ТНК 2. Разработать тепловую и математическую модели ТНК, работающего в нестационарном режиме
3 Провести исследования элементов ТИК и режимов их работы
- определить максимальные параметры ТЭМ с учетом температурных зависимостей термоэлектрических свойств,
- вывести соотношения для оценки характеристик сборки "ТЭМ-радиатор",
- определить температурное поле ТЭУ, описываемого нестационарной моделью, учитывающей тепловое сопротивление горячей стороны и теплоемкости горячей и холодной сторон
4 Разработать методику расчета ТНК, провести ее экспериментальную проверку, оценить погрешность термостатирования.
5 Разработать методику выбора конструктивных и режимных параметров ТНК
Методы исследования
Поставленные в диссертации задачи решены с применением численного метода конечных разностей, теории теплообмена и теории термоэлектрических явлений в полупроводниках, математического анализа, натурного эксперимента, компьютерного моделирования
Положения, выносимые на защиту
1 Зависимости коэффициента неравномерности, определяющие тепловые сопротивления элементов ТНК, для следующих случаев
- прямоугольная пластина по двухмерной модели (основание радиатора),
- прямоугольная пластина по трехмерной модели, для граничных условий I и III рода (керамическая пластина ТЭМ, основание радиатора),
- совокупность шести замкнутых прямоугольных пластин (камера ТНК)
2 Тепловая и математическая модели ТНК
3 Результаты исследования элементов ТНК
- значения максимальных параметров ТЭМ — ток, напряжение, холодильная мощность, разность температур, полученные численным решением уравнения теплопроводности ветви, а также с использованием различных методов усреднения термоэлектрических свойств,
- соотношения для оценки характеристик сборки "ТЭМ-радиатор" -максимальной разности температур, максимальной холодильной мощности, соответствующих оптимальных токов,
- формулы для расчета температурного поля ТЭУ, описываемого нестационарной моделью, учитывающей тепловое сопротивление горячей стороны и теплоемкости горячей и холодной сторон
4 Методика расчета ТНК
5 Методика выбора конструктивных и режимных параметров ТНК, включающая в себя определение количества и типа ТЭМ, определение материала и толщины теплоизоляции, стенок камеры, рекомендации по выбору напряжения/тока питания
Научная новизна результатов
1. Разработаны тепловая и математическая модели термоэлектрического термостата с неизотермической камерой (ТНК), работающего в нестационарном режиме. На основе моделей ТНК разработана методика расчета температурного поля и энергетических параметров ТНК
2. Разработана методика выбора конструктивных и режимных параметров ТНК, с учетом полученных зависимостей для коэффициента неравномерности температурного поля камеры
Достоверность результатов
Подтверждается согласованностью полученных теоретических и экспериментальных результатов
Практическая значимость работы
Практическая значимость работы заключается в нахождении зависимостей для коэффициента неравномерности элементов ТЭУ, в том числе впервые для камеры ТНК Это позволило корректно определить величины тепловых сопротивлений и послужило основой методик расчета и выбора параметров ТНК С их помощью был спроектирован не только ряд термоэлектрических термостатов, но и другие ТЭУ лабораторного и промышленного назначения (генераторы, охладители газовых потоков) Значимость работы подтверждена актами внедрения, полученными из ФГУП НПКГОИим С И Вавилова, РКК "Энергия" им С.П Королева
Результаты, полученные в ходе работы, используются в учебном процессе на кафедре компьютерной теплофизики и энергофизического мониторинга СПбГУИТМО, в научно-производственной деятельности фирмы "Криотерм"
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на пяти международных и трех отечественных конференциях и семинарах
Международные конференции по термоэлектричеству XVII, Балтимор, США, 1999 г, XVIII, Кардифф, Великобритания, 2000 г; ХНХ, Пекин, Китай, 2001 г , ХГХ, Лос-Анжелес, США, 2002 г,
Европейская конференция по термоэлектричеству
VI, Фрайбург, Германия, 2001 г ,
Межгосударственные семинары "Термоэчектрики и их применение " в Физико-Техническом Институте им А Ф Иоффе (Санкт-Петербург)
VII, 2000 г, VIII, 2002 г , XIX, 2004 г
Публикации
По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в т ч две печатные работы в журналах, рекомендованных ВАК РФ
Структура и объем работы
Диссертация состоит из перечня условных обозначений, введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 131 страницах машинописного текста, 28 рисунках и в 11 таблицах Список литературы включает в себя 143 наименования
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель работы, раскрывается научная новизна, практическая ценность полученных результатов, приводятся основные положения, выносимые на защиту
В первой главе проводится краткий обзор состояния термоэлектрического термостатирования и определяется направление исследования При проведении исследования в области режимов работы ТЭМ автор опирался на работы Бабина В П , Вайнера А Л , Драбкина И А , Каганова М А, Мойжеса Б Я
Проблемы термостатирования с использованием ТЭМ освещены в работах Анатычука JIИ, Спокойного М Ю , Сулина А Б , Филина С О, Ярышева Н А
Проблемы расчета температурных полей элементов ТЭУ отражены в работах Белевцева А Т., Дульнева Г Н , Кайданова А И , Орлова ВС и Серебряного Г JI, Семенюка В А В качестве модели элементов ТЭУ предлагается прямоугольная пластина, с одной стороны которой расположен прямоугольный источник теплоты постоянной мощности, а с другой -задается граничное условие III или I рода При граничном условии III рода задача может решаться в трех- и в двухмерной постановках
Для расчета тепловых сопротивлений элементов ТНК используется понятие коэффициента неравномерности
где 9ИСТ, - перегревы источника теплоты и пластины
Коэффициент неравномерности зависит от отношения поперечных размеров пластины и источника теплоты, а также от следующего параметра, названного автором модифицированным числом Био
Ь^ ос 1_/У Ь,,
где Ьх, — поперечные размеры, Ьг - толщина пластины
Во второй главе представлены тепловая и математическая модели ТНК, и даны указания по расчету параметров модели Для описания ТНК вводятся характерные температурные точки, представленные на рис. 1.
Основным отличием предлагаемой модели ТНК от существующих аналогов является решение совместной задачи кондуктивно-конвективно-радиационного теплообмена для каждой из стенок камеры Основные положения тепловой модели ТНК следующие.
1 ТНК это совокупность тел с распределенными параметрами - ветви ТЭМ, стенки камеры, и тел с сосредоточенными параметрами - основание, ребра радиатора, горячая, холодная керамические пластины ТЭМ, теплопровод, теплоизоляция, объект термостатирования и/или воздушная среда в объеме камеры
2 При расчете тепловых связей между телами учитывается многомерный характер температурных полей
3 В объеме камере осуществляется вынужденный или естественно-конвективный теплообмен, между стенками камеры — теплообмен излучением.
4 Объект термостатирования характеризуется среднеповерхностной температурой и мощностью тепловыделений, обладает тепловыми связями с камерой и воздушной средой
5 Камера ТНК состоит из однородных прямоугольных стенок, образующих замкнутую поверхность, по которым осуществляется перенос тепла теплопроводностью Перепадом температуры по толщине стенок пренебрегаем
6 Каждая стенка характеризуется уникальным набором параметров, таких как теплопроводность и толщина стенки и прилегающей теплоизоляции, количество стенок с уникальным набором параметров — не менее шести
7 Источником теплоты в камере является область крепления теплопровода к стенке камеры
8 Термоэлектрические свойства ветвей р- и п-типа - удельное электрическое сопротивление, коэффициент Зеебека, теплопроводность -зависят от температуры
9 При использовании нескольких ТЭМ их характеристики и условия работы, в том числе размещение на стенках камеры, являются идентичными
Tin
Tbase
"EE? Т11Ш
Th
Tc
Теш
Ttpi
Tki ep
Tau
Tob
Tills T4
- Tkoip
Рис 1 Температурные точки ТНК' Thr - радиатор у основания ребер, T(,asc — основание радиатора в месте крепления ТЭМ, Тьт, Тст - горячая, холодная керамические пластины ТЭМ, Th, Тс - горячий, холодный спаи ТЭМ, Ttpr - центр теплопровода, Т^гер -стенка камеры в месте крепления теплопровода, Tst - стенки камеры (усредненная температура), Та,г - воздух в камере, Т0ь - термостатируемый объект, Tms - теплоизоляция, Т^огр - корпус
Математическая модель ТНК выражается следующими соотношениями
TbaseW-Th^T) + Та -Т„г(т)
^ base Rfin
= с
rad
dThrW dx
Thm W - Tbase (t) _ Tbase (т) - Th, (T)
R
kpt
R
base
П , base (T) - Thm (T) _ ^
Qh(T)+--------= cc
Kkpt
dThm(x) dt
Th(x)-Thm(T)
(3)
(4)
(5)
(6)
Qh(T) = f2(U,rps,Tc,Th,T) • Qc(T) = f,(U,rps,Tc,Th,T) ,
(7)
(8)
ксег
-Qe(x)+T'pr(TbTcm(T) = ccer ^niW , (10)
0 5Rtpr+Rkpt dx '
Tkrep(x):Jtpr(x) + Т^Ср-Т^Ст) = c dTtpr(T) Rkp.2+05Rtpr 0 5 Rtpr+Rkpl tpr "dx '
Tob (T) - Ta,rM , Tst CO - 'air CO _ r dTalr (x)
n ~ D / , "э UA)
n Та1Г(т)-ТоЬ(т) Т,,(т)-ТоЬ(т) dTob(x)
gob +----------+--------~(-ob--T--> ('->)
Kob-air Kob-st at
v2Ti(xi,x2,t)+^^ (Ta-T1(x„x2,x»+-a-(^^'t) (Tair(x)-T1(xI,x2,x))
, (14)
Pbeatl(X„X2) + ^) (Trad ,(X)-T,(X1,X2,X)) = — ЭТ.<«^>
л., о, л, о, а, ¿я
д(т) = —!- W^V^, (15)
К1 К2 Rkpt2+0-5 Rtpr
iSi ill 1 2 2
Ткгер(т) = 7Г-„-' i jT1(x1,x2,t)dx2 dxb (16)
2 K, K2
= S,j , (17)
T„(x)= £a,(x) S, T,(x)
RaW. (18)
О , , ^CO-Wx) Tst(x)-Tsgns(x)
Vsens R о R
sens-tpr ^sens-air ,vsens-st
Tkrep(x)-T5ens(x) dTsem(x)
о ~ sens j
Ksens-krep Qx
(19)
U(x) = f3(rscns(x),Tsljb), (20)
где a! - температуропроводность стенки, м2/с, Crad, Ccer, Cair, Cob, Csens-теплоемкости радиатора, керамической пластины, воздуха в камере, объекта,
датчика температуры, Дж/К, f], fj - функции, определяемые через решение уравнение теплопроводности ветвей, Гз - функция, определяемая заданным законом регулирования, i - номер стенки камеры, n9t - количество стенок камеры (не менее шести), q(t) - плотность источника теплоты размерами К], К2, Вт/м2, Qi,, Qc, Q0b, Qsens-теплопроизводительность, холодопроизводительность, мощности тепловыделения объекта, датчика температуры, Вт, rps - собственное сопротивление источника питания, Ом,
Rbase- Rfin, Rkpt, Rkpt 2' Reer, Rtpr, Rob-air, Rob-st ~ теПЛОВЫв Сопротивления основания, ребер радиатора, контактного материала (пасты КПТ) между ТЭМ и радиатором/теплопроводом, контактного материала между теплопроводом и камерой, керамики, теплопровода, "объект-воздух в камере", "объект-камера", К/Вт, Rsens-tpr, Rsens-air» Rsens-st, Rsens-krep - тепловые сопротивления между датчиком и теплопроводом, воздухом в камере, стенками, местом крепления теплопровода, К/Вт, T,(xi,x2,x) - значение температуры в данной точке стенки, К, Traci ,(т) - усредненная температура всех стенок, за исключением i-ой, К, Tsens(x) - температура датчика, К, Т8(аь -температура стабилизации, К, S, - площадь стенки, м2, U - напряжение, вырабатываемое источником питания, В, xj, Х2 — координаты вдоль осей 1, 2 (взаимноперпендикулярных направлений вдоль стенки), а,(т) - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К), «ms и arad i(T)_ коэффициенты теплопередачи через изоляцию и излучением, Вт/(м2 К), 6, - толщина стенки камеры, м, X, -теплопроводность стенки, Вт/(м К), pheat ,(xbX2) - единичная функция размещения источника теплоты
Граничными условиями для уравнения (14) являются условия IV рода (сопряжения) В качестве начальных условий задается, например, что все элементы термостата имеют температуру, равную температуре окружающей среды
Расход охлаждающего воздуха и воздуха в камере ТНК, тепловые сопротивления радиатора, теплоизоляции определяются по соотношениям, приведенным в литературе При расчете естественно-конвективного теплообмена в камере используются зависимости, предложенные Кораблевым В А, Шарковым А В Коэффициент теплоотдачи при вынужденной конвекции оценивается по данным Исатаева С И , Файнермана Э И для веерной полуограниченной турбулентной струи
Третья глава посвящена исследованию температурных полей элементов термоэлектрических устройств, для которых используется модель прямоугольной пластины Стационарное температурное поле рассматривается как результат установления нестационарного процесса, описываемого для двухмерной постановки следующим уравнением теплопроводности
У2Э(х,у)—&(х,у) +
А, Ь-
р
, . 1 33(х, у) Рьем(х=У) =---
А, Ь^ Кх К.
У
где Кх, Ку - размеры источника теплоты,
РЬеа»(х>У) - единичная функция размещения источника теплоты
Уравнение теплопроводности пластины решалось численным методом путем замены производных конечными разностями В отличие от аналитического решения, численное решение может быть распространено на нерегулярные области
Для реализации решения уравнения теплопроводности использовались.
• в двухмерной постановке - экономичная конечно-разностная схема метода переменных направлений (схема Писмена-Рекфорда),
• в трехмерной постановке с граничным условием Ш рода и I рода -симметричная локально-одномерная схема
Были получены зависимости для коэффициента неравномерности, на примере керамической пластины ТЭМ приведены рекомендации по выбору модели расчета теплового сопротивления (размерности и граничных условий) В диссертации впервые представлены зависимости для коэффициента неравномерности камеры ТНК, рассматриваемой как совокупность шести пластин с симметрично расположенными на них источниками теплоты (см рис 2), в количестве 1, 2, 4 шт
В четвертой главе рассматриваются задачи, которые не только являются составной частью исследования ТНК, но и имеют самостоятельное значение
Справедливо следующее уравнение теплопроводности ветвей ТЭМ:
где X, р, е - зависящие от температуры теплопроводность, удельное сопротивление, коэффициент Зеебека термоэлектрического вещества
В работе определены значения максимальных параметров ТЭМ, таких как ток, напряжение, холодильная мощность, разность температур, различными методами, в том числе путем численного решения уравнения (22) Показано, что метод расчета по средней температуре ветви обеспечивает погрешность определения параметров на уровне 4 % относительно рекомендуемого численного решения
(22)
а) один источник теплоты
б) два источника теплоты
Ч /
/ Ч ' /
' /// / ■
■у// /
/ / // / У У
1Ж=10 1/К=5 1ЛС=4 тж=з 1Ж=2 1УК=1 5 1ЛС=1 25 1Ж=1
в) четыре источника теплоты
Рис 2 Коэффициент неравномерности камеры (ось ординат) от зависимости модифицированного числа Био теплоизоляции стенки (ось абсцисс) для различного количества источников теплоты, симметрично расположенных на стенках камеры кубической формы
Выведены приближенные аналитические соотношения для расчета характеристик сборки "ТЭМ-радиатор", а именно максимальной холодильной мощности (соответствует нулевой разности температур среды и холодного с пая ТЭМ) и максимальной разности температур (соответствует нулевой холодильной мощности) Максимальная холодильная мощность сборки определяется следующим образом
1
¿стах 2
Як
где <ук =
К„
4 ак+1'
- отношение тепловых проводимостей радиатора с и ТЭМ К)
(23)
Г1+4 ак
1^6 + 4 ак
- оптимальный безразмерный ток
Соотношение (23) актуально для задачи интенсификации теплопередачи {например, охлаждение компьютерных процессоров) и позволяет определить требования к ТЭМ и радиатору для отвода заданной холодильной мощности.
В четвертой главе также дано решение следующей нестационарной задачи об определении температурного поля ТЭУ:
EH^'h(T) + i^2-R-K]n-(Th(x)-Tt{T)) = o4Th(T)-Tfl)+Ch.-M, (24)
1 от
Е ■ Tc(S - - Km ■ (Т„(ф Тс(т))=~Сс" (25)
2 ох
где Е, R. Кт - коэффициент Зеебека, сопротивление, тепловая проводимость ТЭМ,
Сс, Ch - теплоемкости объекта и радиатора на г орячей стороне, о - тепловая проводимость радиатора.
В пятой главе на основании тепловой и математической моделей предлагается методика расчета ТНК. Целью расчета ТНК является определение температурного поля, энергетических характеристик, времени выхода на режим. В рамках методики была написана компьютерная программа, позволяющая проводить поверочные расчеты ТНК, и на основании этого выбирать варианты конструкции, соответствующие Требованиям.
Методика расчета Прошла экспериментальную проверку, для чего использовался термостат "Арктика-20-лед" (см. рис. 3). Для измерения температурного поля использовались прецизионные платиновые термометры сопротивления типа HEL, 700-Т-0-А фирмы Honeywell (отградуированные с точностью ±0.1 °С). Ьыл поставлен двухфакторный эксперимент, каждый из факторов варьировался на 3 уровнях. Первый фактор - напряжение питания ТЭМ и горячих вентиляторов - задавал абсолютный перегрев воздуха в камере. Второй фактор - напряжение питания холодных вентиляторов - определял интенсивность теплообмена в камере и уровень тепловой нагрузки из-за тепловыделения вентиляторов.
Результаты экспериментов показали удовлетворительное соответствие теоретическим данным (см таблицу), в т ч в нестационарном режиме
Таблица
Параметр Максимальная разница расчетной и экспериментальной величин
абсолютная относительная
Перегрев воздуха в камере 1 ЗК 4 % (для перегревов не менее 15 К)
Перепад температуры по камере 0 5 К 14 % (для перепадов не менее 3 К)
Устанавливаемые в камере вентиляторы целесообразно оптимизировать по мощности потребления — с одной стороны, они должны создавать достаточное перемешивание воздуха внутри камеры ТНК и снижать неравномерность температурного поля, с другой стороны, тепловыделение вентиляторов не должно существенно увеличивать тепловую нагрузку на ТЭМ.
Проведена оценка погрешности термостатирования Для уменьшения статической погрешности термостатирования датчик температуры рекомендуется устанавливать непосредственно в воздушном объеме камеры При установке же датчика в теплопроводе (на стенке камеры) величина статической погрешности термостатирования, оцениваемая как
ет > ATob (ßcam -1) , (26)
где ATob=Ta- ТоЬ,
ßcam ~ коэффициент неравномерности камеры, определяемый по рис 2,
может превышать допустимое значение
Динамическая погрешность оценивается равной ±0.1-0 2 °С, возможно уменьшение погрешности, но это сопряжено с увеличением требований к ТЭМ и регулятору температуры
Методика расчета обуславливает методику выбора конструктивных и режимных параметров ТНК. При проектировании ТНК в качестве исходных данных задаются следующие параметры.
• температуры среды Та, объекта или воздуха в камере Т0ь,
• допустимый перепад температуры по стенкам камеры АТсат,
• максимальные габариты и вес термостата, размеры (объем) камеры,
• потребляемая мощность Р,
• время выхода на режим то
Конструктивные и режимные параметры, подлежащие выбору, следующие
• материал и толщина теплоизоляции, стенок камеры,
• количество, тип ТЭМ, их размещение, напряжение/ток питания,
• геометрия, материал радиатора,
• параметры горячих и холодных вентиляторов (условия обдува в
Рассмотрим методику выбора конструктивных и режимных параметров на примере ТНК с камерой кубической формы размером Ь (для камер с иным соотношением сторон методика аналогична, но будут использоваться другие зависимости для коэффициента неравномерности камеры) Методика заключается в следующем
1 Оценивается требуемый коэффициент неравномерности камеры рсат.
2 Задается К — размер теплопровода (размер ТЭМ), служащего источником теплоты на стенке камеры
3 Исходя из коэффициента неравномерности камеры по п. 1 и отношения Г/К определяется значение модифицированного числа Био по рис 2а (для одного ТЭМ)
4 Решается вопрос о конструктивной возможности обеспечения значения модифицированного числа Био-
где X и /-„„ - теплопроводность камеры и теплоизоляции, 8 и 6ms - толщина стенки камеры и толщина теплоизоляции,
Конструктивные параметры должны сочетаться так, чтобы вычисленное по формуле (28) значение модифицированного числа Био не превышало требуемое по п 3 (с соблюдением ограничений по габаритам и весу термостата)
5. В случае отрицательного решения по п 4 проводятся расчеты по пп 3-4 (до получения положительного решения) для количества ТЭМ, равного 2, 4, 6 Так выбирается число ТЭМ NT3m
6 Задается рабочий перепад температур на ТЭМ АТ=Ть - Тс, который складывается из полезного перепада ДТ0ь, перепада по холодной стороне ТНК (не менее чем ЛТсат/2), и перепада по горячей стороне ДТь (для вынужденно-конвективного теплообмена примерно 15—20 К)
7 Определяется безразмерная разность температур St как отношение AT к максимальной разности температур на ТЭМ (обычно ~70 К)
8 Выбирается безразмерная величина напряжения/тока питания -например, для АТ-40-55 К напряжение, отнесенное к максимальному напряжению ТЭМ Uroax, обычно составляет пи=%, при меньших перепадах, в экономичном режиме - пи=~ У2.
9 Исходя из п 7-8 определяется безразмерная холодильная мощность q по универсальным нагрузочным кривым Например, для Пц=% универсальная нагрузочная кривая описывается следующим образом
камере)
(27)
(28)
q = l 00-5t/0 93 (29)
10 Вычисляется требуемая холодильная мощность как сумма теплопритока и тепловыделения Qcf холодных вентиляторов, при их наличии
Qc = ATob/Rmg + QCf (30)
11. Определяется максимальная холодильная мощность всех ТЭМ Vmax sum =Qc/q
12 По каталогам производителей выбирается тип ТЭМ так, чтобы максимальная холодильная мощность ТЭМ, приведенная в каталогах, превышала значение Qmax sum, деленное на число ТЭМ
Qmax Qmax sum /N-гэм (31)
13 Определяется потребляемая мощность ТЭМ Р, исходя из безразмерной величины напряжения (тока) и максимальных напряжения и тока, приведенных в каталоге.
Р — Пц "Imax'^max
(32)
14 Определяется требуемое тепловое сопротивление радиатора как отношение принятого ранее допустимого перепада температуры на нем к теплопроизводителыюсти на один радиатор.
Rrad = ATh • Nrad / (P-NT3M +Qc) , (33)
где Nra<i - количество радиаторов
15 Под рассчитанную величину по формуле (33) подбирается радиатор, с учетом заданных ограничений по габаритам термостата
16. Уточняется решение о целесообразности использования вентиляторов в камере ТНК, которые подбираются так, чтобы, при собственных тепловыделениях не более 10-30% от общей холодильной мощности, обеспечивалась максимальная интенсивность теплообмена в камере
17 Проводится поверочный расчет по методике расчета ТНК При необходимости проводится корректировка значений выбранных параметров в соответствии с приводимыми рекомендациями
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1 Разработаны тепловая и математическая модели ТНК
2 С использованием модели прямоугольной пластины получены численные данные о температурных полях таких элементов, как основание радиатора, керамическая пластина ТЭМ Полученные результаты согласуются с аналитическими решениями для пластины, однако в отличие от последних, могут использоваться более широко, не только для областей с регулярной геометрией Полученные результаты расчетов применимы не только к ТНК, а к практически любым ТЭУ (холодильникам, нагревателям, генераторам)
3 Проведено моделирование камеры ТНК как совокупности шести сопряженных прямоугольных пластин Впервые получены зависимости коэффициента неравномерности температурного поля камеры для различного количества источников теплоты на стенках камеры
4 Определены максимальные параметры однокаскадного ТЭМ с учетом температурных зависимостей термоэлектрических свойств Среди традиционных методов наиболее приемлемым является метод расчета по средней температуре
5 Выведены приближенные аналитические соотношения для расчета максимальных холодильной мощности и перепада температур сборки "ТЭМ-радиатор" Данные соотношения позволяют предварительно оценить требования к ТЭМ и радиатору, и таким образом сузить область поиска оптимального решения на ранней стадии проектирования ТЭУ
6. На основе моделей ТНК разработана методика расчета ТНК, реализованная в виде компьютерной программы. Методика и компьютерная программа использовались при проведении поверочных расчетов различных устройств, в частности, биотехнологического термостата для Российского сегмента Международной Космической Станции
7 Проведена экспериментальная проверка методики расчета ТНК, для различных энергетических режимов и условий обдува внутри камеры Наблюдалось удовлетворительное соответствие экспериментальных и расчетных данных, в том числе в нестационарном режиме
8 Разработана методика выбора конструктивных и режимных параметров ТНК, предложены направления корректировки параметров в случае недостаточного соответствия выбранной конструкции предъявляемым требованиям.
В целом, результаты теоретических исследований и их экспериментальная проверка позволяют сделать вывод об успешном решении главной задачи - разработки модели ТНК и разработки на ее основе методики расчета и методики выбора параметров
ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1 Еаукин В Е, Винокуров А В, Данилин А А, Тахистов Ф Ю Инженерная методика расчета стационарных режимов термоэлектрических систем охлаждения // Термоэлектрики и их применения Доклады VII Межгосударственного семинара (ноябрь 2000 г) -СПб ФТИ, 2000 -с 267-272 2. Тахистов Ф Ю Квазистационарная модель переходного процесса термоэлектрической системы охлаждения // Термоэлектрики и их применения Доклады VII Межгосударственного семинара (ноябрь 2000 г) -СПб ФТИ, 2000 -с 279-282
3 Takhistov Ph Dynamic Model of Thermoelectric System Considering Thermoelectric Properties Temperature Dependencies // Proceedings of the Sixth European Conference on Thermoelectncs -Freiburg, Germany, 2001
4 Вялов А П, Тахистов Ф Ю Программные продукты для подбора термоэлектрических охлаждающих модулей в конкретных приложениях // Термоэлектрическое охлаждение. Текст лекций / Текст лекций под общ ред Л П Булата - СПб: СПбГУНиПТ, 2002 -с 110-116.
5. Takhistov Ph Temperature field irregularity of thermoelectric systems // Proceedings of the Twenty First Conference on Thermoelectncs - Long Beach, CA, USA, 2002 -p 504-505
6 Шарков А В , Тахистов Ф Ю, Кораблев В А Прикладная физика Термоэлектрические модули и устройства на их основе Учебное пособие //Подред проф. А В Шаркова - СПб СПбГИТМО(ТУ), 2003 - 44 с
7 Тахистов Ф Ю Расчет параметров термоэлектрических модулей с учетом температурных зависимостей термоэлектрических свойств // Термоэлектрики и их применения Доклады VIII Межгосударственного семинара (ноябрь 2002 г ) - СПб ФТИ,2002 - с. 311-316
8 Кузнецов Е П , Соловей А С., Тахистов Ф Ю , Вялов Д А , Гершберг И А Термостат биотехнологический универсальный для Российского сегмента международной космической станции // Термоэлектрики и их применения Доклады IX Межгосударственного семинара (ноябрь 2004 г) - СПб ФТИ, 2004 - с 409-413
9 Тахистов Ф Ю Методика выбора конструктивных и режимных параметров термоэлектрического термостата с неизотермической камерой // Науч -тех вестник СПбГУИТМО Вып 26 "Исследования в области приборостроения" - СПб СПбГУИТМО, 2006 - с 263-267
10 Тахистов Ф Ю Методика расчета термоэлектрического термостата с негоотермической камерой // Изв вузов Приборостроение 2007 Т50 №1 -с 67-70
Подписано к печати 18 04 07. Формат 60x80 1/16 Бумага писчая Печать ризограф Печ л 1 Тираж! 00 экз
191036, Санкт-Петербург, ул Восстания, 1, Цифровой копировальный центр "Восстания-1", тел (812) 579-57-70
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.
1.1 РАЗВИТИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОХЛАЖДЕНИЯ.
1.1.1 Термоэлектрические эффекты.
1.1.2 Термоэлектрические материалы.
1.1.3 Термоэлектрические устройства.
1.2 СТАЦИОНАРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОСТАТОВ.
1.2.1 Стационарная модель термоэлектрического термостата.
1.2.2 Особенности тепловой модели ТНК.
1.2.3 Расчет параметров ТЭТ.
1.3 ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.
1.3.1 Постановка задачи.
1.3.2 Методы расчета температурного поля пластины.
1.4 МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ОПТИМИЗАЦИИ ТЭМ И ТЭТ.
1.4.1 Простейшая модель термоэлемента.
1.4.2 Модель термоэлемента с приближенным учетом теплоты Томсона.
1.4.3 Численный метод расчета ТЭМ с учетом температурных зависимостей термоэлектрических свойств.
1.4.4 Оптимизация ТЭМ и ТЭТ.
1.5 НЕСТАЦИОНАРНОЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.
ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТЕРМОСТАТА С
НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КАМЕРОЙ.
2.1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.
2.2 ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ТНК.
2.3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТНК.
2.4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТНК.
2.4.1 Температура объекта.
2.4.2 Коэффициент теплоотдачи внутри камеры при естественно-конвективном теплообмене.
2.4.3 Коэффициент теплоотдачи внутри камеры при вынужденно-конвективном теплообмене.
2.4.4 Коэффициент теплоотдачи излучением.
2.4.5 Тепловое сопротивление теплоизоляции и эффективная теплоемкость стенок камеры.
2.4.6 Определение тепло- и холодопроизводительности ТЭМ.
2.5 РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТНК.
2.5.1 Расчет уравнения теплопроводности стенок камеры.
2.5.2 Реализация численного решения уравнения теплопроводности ветвей ТЭМ.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.
3.1 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.
3.2 ДВУМЕРНАЯ МОДЕЛЬ С ГРАНИЧНЫМ УСЛОВИЕМ III РОДА.
3.2.1 Расчетная схема переменных направлений.
3.2.2 Результаты расчета коэффициента неравномерности.
3.3 ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ С ГРАНИЧНЫМ УСЛОВИЕМ III РОДА.
3.3.1 Расчетная схема стабилизирующей поправки Дугласа.
3.3.2 Результаты расчета коэффициента неравномерности.
3 .4 ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ С ГРАНИЧНЫМ УСЛОВИЕМ I РОДА.
3.4.1 Расчетная схема.
3.4.2 Результаты расчета коэффициента неравномерности.
3.5 ВЫБОР РАЗМЕРНОСТИ МОДЕЛИ РАСЧЕТА.
3.5.1 Критерий достаточности использования двухмерной модели.
3.5.2 Выбор модели расчета теплового сопротивления на примере керамической пластины ТЭМ.
3.6 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ КАМЕРЫ ТЕРМОСТАТА.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОСТАТОВ.
4.1 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЭМ С УЧЕТОМ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.
4.1.1 Приближенное аналитическое решение.
4.1.2 Численное решение.
4.1.3 Сравнительные результаты расчетов параметров ТЭМ.
4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СБОРКИ "ТЭМ-РАДИАТОР".
4.2.1 Постановка задачи.
4.2.2 Режим максимальной холодильной мощности.
4.2.3 Режим максимальной разности температур.
4.3 НЕСТАЦИОНАРНАЯМОДЕЛЬ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.
ГЛАВА 5. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДИКИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ТЕРМОСТАТА С НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КАМЕРОЙ.
5.1 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТНК.
5.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА.
5.2.1 Условия и порядок экспериментальной проверки.
5.2.2 Результаты экспериментальной проверки.
5.3 АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ТНК.
5.4 ПОГРЕШНОСТЬ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ТНК.
5.4.1 Уменьшение погрешности термостатирования.
5.4.2 Статическая погрешность - влияние местоположения датчика.
5.4.3 Динамическая погрешность термостатирования.
5.5 МЕТОДИКА ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТЕРМОСТАТА С НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КАМЕРОЙ.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.
Актуальность
Устройства и системы, служащие для охлаждения и термостатирования объектов, используются повсеместно, и все более широкое применение в них находят термоэлектрические модули (ТЭМ) на основе полупроводников. По экспертным оценкам, производство ТЭМ характеризуется столь высокими и устойчивыми темпами роста, которые свойственны только таким высокотехнологичным отраслям, как вычислительная техника и телекоммуникации. Интенсивное развитие термоэлектричества связывается с ростом спроса на термоэлектрические устройства (ТЭУ) массового и специализированного назначения, в особенности на переносные термостаты. Однако, несмотря на широкую распространенность термоэлектрических термостатов, научная обоснованность выбора их конструктивных параметров не всегда достаточна, что зачастую оборачивается большими сроками разработки либо просчетами при оценке характеристик.
Любой термоэлектрический термостат является многопараметрическим, нелинейным устройством, включающим в себя ТЭМ, элементы подвода, отвода теплоты. Расчет и выбор параметров термостатов, поиск оптимального конструктивного решения все более требуют привлечения достижений современной вычислительной техники. В особенности это касается термоэлектрических термостатов, у которых основным способом передачи теплоты является не конвекция в объеме камеры, а теплопроводность по стенкам камеры. Тепловые потоки в ТЭУ обычно имеют высокую плотность, размер устанавливаемых ТЭМ существенно меньше размеров камеры, поэтому температурное поле камеры в общем случае является неизотермическим. Соответственно, назовем такой термостат как термоэлектрический термостат с неизотермической камерой - ТНК.
Среди различных термоэлектрических термостатов именно расчет и выбор параметров ТНК, в силу многомерности температурного поля камеры, является недостаточно проработанным и более сложным. Возрастающие требования к обеспечению равномерности температурного поля термостатируемых объектов диктуют необходимость расчета температурного поля камеры с заданной точностью. 9
Кроме того, от распределения температуры по стенкам камеры зависит величина теплопритока и тепловой режим термостата в целом.
В данной диссертации предлагается модель ТНК, основным отличием которой от существующих аналогов [24, 62, 142] является рассмотрение совместной задачи кондуктивно-конвективно-радиационного теплообмена стенок камеры. В разрабатываемую модель ТНК закладываются следующие основные положения:
• учет температурных зависимостей термоэлектрических свойств [67];
• учет неравномерности температурных полей элементов ТНК (основания радиатора [141], керамической пластины);
• нестационарный режим по модели тел с сосредоточенными параметрами [81];
• зависимости конвективного теплообмена в объеме камеры [59,63]. Учет указанных факторов позволяет:
- получить адекватные результаты при различных режимах работы, в произвольном температурном диапазоне;
- корректно рассчитать тепловые сопротивления ТНК, что важно, принимая во внимание высокие плотности тепловых потоков;
- оценить перегрев объекта относительно стенок камеры (при наличии тепловыделений в нем) и степень неизотермичности стенок камеры.
Цель и задачи диссертационной работы
Целью диссертационной работы является разработка модели ТНК, создание на ее основе методик расчета и выбора конструктивных и режимных параметров ТНК. Для достижения поставленной цели необходимо:
1. Определить тепловые сопротивления элементов ТНК.
2. Разработать тепловую и математическую модели ТНК, работающего в нестационарном режиме.
3. Провести исследования элементов ТНК и режимов их работы:
- определить максимальные параметры ТЭМ с учетом температурных зависимостей термоэлектрических свойств;
- вывести соотношения для оценки характеристик сборки "ТЭМ-радиатор";
- определить температурное поле ТЭУ, описываемого нестационарной моделью, учитывающей тепловое сопротивление горячей стороны и теплоемкости горячей и холодной сторон.
4. Разработать методику расчета ТНК, провести ее экспериментальную проверку, оценить погрешность термостатирования.
5. Разработать методику выбора конструктивных и режимных параметров ТНК.
Методы исследования
Поставленные в диссертации задачи решены с применением численного метода конечных разностей, теории теплообмена и теории термоэлектрических явлений в полупроводниках, математического анализа, натурного эксперимента, компьютерного моделирования.
Положения, выносимые на защиту
1. Зависимости коэффициента неравномерности, определяющие тепловые сопротивления элементов ТНК, для следующих случаев:
- прямоугольная пластина по двухмерной модели (основание радиатора);
- прямоугольная пластина по трехмерной модели, для граничных условий I и III рода (керамическая пластина ТЭМ, основание радиатора);
- совокупность шести замкнутых прямоугольных пластин (камера ТНК).
2. Тепловая и математическая модели ТНК.
3. Результаты исследования элементов ТНК:
- значения максимальных параметров ТЭМ - ток, напряжение, холодильная мощность, разность температур, полученные численным решением уравнения теплопроводности ветви, а также с использованием различных методов усреднения термоэлектрических свойств;
- соотношения для оценки характеристик сборки "ТЭМ-радиатор" -максимальной разности температур, максимальной холодильной мощности, соответствующих оптимальных токов;
- формулы для расчета температурного поля ТЭУ, описываемого нестационарной моделью, учитывающей тепловое сопротивление горячей стороны и теплоемкости горячей и холодной сторон.
• Методика расчета ТНК.
• Методика выбора конструктивных и режимных параметров ТНК, включающая в себя определение количества и типа ТЭМ, определение материала и толщины теплоизоляции, стенок камеры, рекомендации по выбору напряжения/тока питания.
Научная новизна результатов
1. Разработаны тепловая и математическая модели термоэлектрического термостата с неизотермической камерой (ТНК), работающего в нестационарном режиме. На основе моделей ТНК разработана методика расчета температурного поля и энергетических параметров ТНК.
2. Разработана методика выбора конструктивных и режимных параметров ТНК, с учетом полученных зависимостей для коэффициента неравномерности температурного поля камеры.
Достоверность результатов
Подтверждается согласованностью полученных теоретических и экспериментальных результатов.
Практическая значимость работы
Практическая значимость работы заключается в нахождении зависимостей для коэффициента неравномерности элементов ТЭУ, в том числе впервые для камеры ТНК. Это позволило корректно определить величины тепловых сопротивлений и послужило основой методик расчета и выбора параметров ТНК. С их помощью был спроектирован не только ряд термоэлектрических термостатов, но и другие ТЭУ лабораторного и промышленного назначения (генераторы, охладители газовых потоков). Значимость работы подтверждена актами внедрения, полученными из ФГУП НПК ГОИ им. С.И.Вавилова, РКК "Энергия" им. С.П.Королева.
Результаты, полученные в ходе работы, используются в учебном процессе на кафедре компьютерной теплофизики и энергофизического мониторинга СПбГУИТМО, в научно-производственной деятельности фирмы "Криотерм".
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на пяти международных и трех отечественных конференциях и семинарах:
Международные конференции по термоэлектричеству: XVII, Балтимор, США, 1999 г.; XVIII, Кардифф, Великобритания, 2000 г.; XIIX, Пекин, Китай, 2001 г.; XIX, Лос-Анжелес, США, 2002 г.; Европейская конференция по термоэлектричеству:
VI, Фрайбург, Германия, 2001 г.;
Межгосударственные семинары "Термоэлектрики и их применение " в Физико-Техническом Институте им. А.Ф. Иоффе (Санкт-Петербург):
VII, 2000 г.; VIII, 2002 г.; XIX, 2004 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в т. ч. две печатные работы в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из перечня условных обозначений, введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 131 страницах машинописного текста, в 28 рисунках и 11 таблицах. Список литературы включает в себя 143 наименования.
Выводы по главе 5
1. На основе тепловой и математической моделей термоэлектрического термостата с неизотермической камерой разработана методика расчета теплоэнергетических параметров, реализованная в виде расчетной программы.
2. Проведена экспериментальная проверка методики расчета ТНК. Поставлен двухфакторный эксперимент, каждый из факторов независимо варьировался на трех уровнях. Наблюдалось удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных, как по уровню температурного поля, так и по степени его неравномерности, как для стационарного, так и для нестационарного режима.
3. Вентиляторы, используемые в камере ТНК, должны быть оптимизированы по мощности потребления.
4. Проведена оценка погрешности термостатирования, в т. ч. оценено влияние местоположения датчика температуры.
5. Разработана методика выбора конструктивных и режимных параметров ТНК (таких как тип, число ТЭМ, толщина стенки камеры и др.) в зависимости от требований по уровню и неравномерности температурного поля, потребляемой мощности, времени выхода на режим. Для выбранной конструкции предложены направления корректировки конструктивных и режимных параметров в случае изменения предъявляемых требований или неполного им соответствия.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящей диссертационной работе автором получены следующие результаты:
1. Разработаны тепловая и математическая модели термоэлектрического термостата с неизотермической камерой.
2. Проведено моделирование температурных полей элементов ТНК, таких основание радиатора, керамическая пластина ТЭМ. Полученные численные данные согласуются с известными аналитическими решениями, но, в отличие от последних, могут использоваться более широко, не только для областей с регулярной геометрией (источника теплоты).
3. Проведено моделирование камеры ТНК как совокупности шести сопряженных прямоугольных пластин. Впервые получены зависимости коэффициента неравномерности температурного поля камеры для различного количества источников теплоты на ее стенках.
4. Определены максимальные параметры однокаскадного ТЭМ с учетом температурных зависимостей термоэлектрических свойств. Показано, что среди традиционных методов наиболее приемлемым является метод расчета по средней температуре.
5. Выведены новые аналитические соотношения для расчета холодильной мощности и максимального перепада температур сборки "ТЭМ-радиатор". Эти соотношения позволяют оценить максимальную холодильную мощность и максимальную разность температур с точностью не хуже 7 и 3 % соответственно, и их можно использовать на начальных стадиях проектирования ТЭУ для ограничения поля оптимальных решений.
6. На основе моделей ТНК разработана методика расчета ТНК, реализованная в виде расчетной программы.
7. Проведена экспериментальная проверка методики расчета ТНК, в различных энергетических режимах и для различных условий обдува внутри камеры. Наблюдалось удовлетворительное соответствие экспериментальных и расчетных данных, в том числе в нестационарном режиме, как по уровню температурного поля камеры, так и по степени неравномерности.
8. Оценена погрешность термостатирования, в т. ч. в зависимости от местоположения датчика температуры.
9. Разработана методика выбора конструктивных и режимных параметров ТНК, предложены направления корректировки параметров в зависимости от предъявляемых требований.
Итак, результаты теоретических исследований и их экспериментальная проверка позволяют сделать вывод об успешном решении поставленной задачи -разработки методик расчета и выбора параметров термоэлектрических термостатов применительно к термоэлектрическому термостату с неизотермической камерой.
Результаты исследований могут быть положены в основу проектирования новых и оптимизации существующих ТЭУ. Полученные результаты расчетов температурных полей использованы при разработке различных устройств и применимы не только к ТНК, а к практически любым ТЭУ (холодильникам, нагревателям, генераторам).
1. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: Справочник. Киев: Наук, думка, 1979.-766 с.
2. Бурштейн А.И. Физические основы расчета полупроводниковых термоэлектрических устройств. -М: Физматгиз, 1962. 135 с.
3. Буряк A.A. Развитие исследований по термоэлектричеству в СССР. Киев: Наук, думка, 1978.- 136 с.
4. Вайнер A.JI., Моисеев В.Ф. Совмещенные приборы криотермоэлектрической электроники. -Одесса: Студия "Негоциант", 2000. 100 с.
5. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. М.: Наука, 1977. - 440 с.
6. Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре М.: Высшая школа, 1984.-247 с.
7. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов A.B. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена. JL: Энергия, 1988.-207 с.
8. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. JT.: Энергия, 1968.-359 с.
9. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М.О. Штейнберга. М.: Машиностроение, 1992. 672 с.
10. Иорданишвили Е.К., Бабин В.П. Нестационарные процессы в термоэлектрических и термомагнитных системах преобразования энергии. М.: Наука, 1983. - 216 с.
11. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые термоэлементы. M.-JI.: Изд-во АН СССР, 1960. - 188 с.
12. Иоффе А.Ф. Энергетические основы термобатарей из полупроводников. Л.: Изд-во АН СССР, 1950.-51 с.
13. Иоффе А.Ф., Стильбанс Л.С., Иорданишвили Е. К., Ставицкая Т. С. Термоэлектрическое охлаждение. -М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1956. 110 с.
14. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. -М.: Энергоиздат, 1981. 417 с.
15. Каганов М.А., Привин М.Р. Термоэлектрические тепловые насосы. Л.: Энергия, 1970. -175 с.
16. Калинин Э.К. и др. Эффективные поверхности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1998. -408 с.
17. Конвективный теплообмен при струйном обтекании тел / Дыбан Е.П., Мазур А.И. Киев: Наук, думка, 1982.-303 с.
18. Кондратьев Г.М., Дульнев Г.Н., Платунов Е.С., Ярышев H.A. Прикладная физика: Теплообмен в приборостроении. СПб: СПбГУИТМО, 2003. - 560 с.
19. Кораблев В.А., Тахистов Ф.Ю., Шарков A.B. Прикладная физика. Термоэлектрические модули и устройства на их основе: Учебное пособие // Под ред. проф. А. В. Шаркова. СПб: СПбГИШО(ТУ), 2003. - 44 с.
20. Котырло Г.К., Лобунец Ю.Н. Расчет и конструирование термоэлектрических генераторов и тепловых насосов. Справочник. Киев: Наук, думка, 1980. - 328 с.
21. Котырло Г.К., Щеголев Г.М. Тепловые схемы термоэлектрических устройств. Киев: Наук, думка, 1973.- 108 с.
22. Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники: Пер. с англ. В.Я. Сидорова / Под ред. Ю.В. Петровского. М.: Энергия, 1967. - 223 с.
23. Лобунец Ю.Н. Методы расчета и проектирования термоэлектрических преобразователей энергии. Киев, Наук, думка, 1989. - 176 с.
24. Орлов B.C., Серебряный Г.Л. Термоэлектрические холодильники. М.: Информэлектро, 1972.-81 с.
25. Парахин А.П., Налетов В.Л. Расчет и исследование термоэлектрических охладителей: Учебное пособие. Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2001. - 133 с.
26. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. -М.: Энергия, 1967.-417 с.
27. Расчет температурных полей твердых тел и систем: Сборник статей. / Под ред. д. т. н., проф. Г.Н. Дульнева, ЛИТМО, Труды ЛИТМО, выпуск 76. Л.: ЛИТМО, 1976. - 89 с.
28. Самарский A.A., Вабшцевич П.Н. Аддитивные схемы для задач математической физики. -М.: Наука, 1999.-319 с.
29. Самарский A.A., Вабшцевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М: Едиториал УРСС, 2003.-784 с.
30. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т. 2. / Пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко и др. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 352 с.
31. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. -М.: Энергоиздат, 1982. 512 с.
32. Термоэлектрические охладители / Под ред. А.Л. Вайнера. М.: Радио и связь, 1983. - 177 с.
33. Термоэлектрическое охлаждение. Сборник трудов / Под ред. д. т. н. В.Ф. Лебедева. М., 1973.-80 с.
34. Термоэлектрическое охлаждение: Текст лекций / Текст лекций под общ. ред. Л.П. Булата. СПб: СПбГУНиПТ, 2002. 147 с.
35. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Пер. с англ. / Справочник. М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.
36. Юдаев Б.Н., Михайлов М.С., Савин В.К. Теплообмен при взаимодействии струй с преградами. -М.: Машиностроение, 1977. -248 с.
37. Яненко H.H. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. -Новосибирск: Наука, 1967. -197 с.
38. Ярышев H.A., Андреева Л.Б. Тепловой расчет термостатов. Л,: Энергоатомиздат, 1984. -173 с.
39. В.2. Статьи на русском языке
40. Анатычук Л.И., Лусте О.Я., Вихор Л.Н., Мисава К., Сузуки Н. Компьютерные методы оптимизации холодильников // Термоэлектричество, № 3,2002. с. 18-27.
41. Бабин В.П., Иорданишвили Е.К. О повышении эффекта термоэлектрического охлаждения при работе термоэлементов в нестационарном режиме // ЖТФ, 1969, 39, № 2, с. 399-406.
42. Белевцев А.Т., Бутырский В.И., Ковальский Р.В., Лебедев В.Ф. Температурное поле термоэлектрического термостата // Вопросы прямого преобразования энергии, № 5. М., Информэлектро, 1969. - с. 27-32.
43. Булат Л.П. Новое поколение твердотельных охладителей //Холодильная техника, № 8,2004. -с. 2-7.
44. Булат Л.П. Термоэлектрическое охлаждение: состояние и перспективы, рациональные области применения // Термоэлектрическое охлаждение. Текст лекций / Текст лекций под общ. ред. Л.П. Булата. СПб: СПбГУНиПТ, 2002. - с. 117-127.
45. Ведерников MB. О новейших поисковых исследованиях более эффективных термоэлектриков // Термоэлектрическое охлаждение: Текст лекций / Текст лекций под общ. ред. Л.П. Булата. СПб: СПбГУНиПТ, 2002. - с. 61.
46. Вялов А.П., Тахистов Ф.Ю. Программные продукты для подбора термоэлектрических охлаждающих модулей в конкретных приложениях // Термоэлектрическое охлаждение: Текст лекций / Текст лекций под общ. ред. Л. П. Булата. СПб: СПбГУНиПТ, 2002. - с. 110-116.
47. Гершберг И.А., Тахистов Ф.Ю. Выбор оптимального ТЭМ в зависимости от условий внешнего теплообмена // Термоэлектрики и их применения. Доклады IX Межгосударственного семинара (ноябрь 2004 г.). СПб: ФТИ, 2004. - с. 347-352.
48. Дейнега B.T., Завыйборода В.Н. Расчет перепада температуры в системах термостатирования РЭА // Вопр. радиоэлектрон. Сер. TPTO, 1982, № 1. с. 80-85.
49. Драбкин И.А. Влияние различия в свойствах ветвей на эффективность работы термобатарей // Термоэлектрики и их применения. Доклады V Межгосударственного семинара (ноябрь 1996 г.). СПб: ФТИ, 1997. - с. 128-131.
50. Драбкин И.А. Выбор термоэлектрического материала для холодильных термобатарей // Термоэлектрики и их применения. Доклады VI Межгосударственного семинара (октябрь 1998 г.). СПб: ФТИ, 1999. - с. 161-165.
51. Драбкин И.А. Различие в работе охлаждающих ветвей р- и п- типа для материала на основе Bi2Te3 // Термоэлектрики и их применения. Доклады VII Межгосударственного семинара (ноябрь 2000 г.). СПб: ФТИ, 2000. - с. 298-302.
52. Ефремов A.A. и др. Конструкция и характеристики автомобильных термоэлектрических холодильников ТЭХ-20 и ХАТЭ-12 // Термоэлектрическое охлаждение. Сборник трудов под ред. В.Ф. Лебедева. М., 1973. - с. 63-79.
53. Иорданишвили Е.К., Малкович Б.Е.-Ш. О возможности управления температурой холодного спая термоэлемента // Вопр. радиоэлекгрон. Сер. TPTO, 1971, № 2. с. 74-81.
54. Иорданишвили Е.К., Малкович Б.Е.-Ш. Экспериментальное исследование нестационарного термоэлектрического охлаждения. III. Комбинированный режим // Инж.-физ. журн., 1972, 23, № 3. с. 498-505.
55. Исатаев С.И., Файнерман Э.И. Исследование веерной полуограниченной струи / Физика (сб. статей асп. и соиск.). Выпуск 4. Алма-Ата, 1969. - с. 22-29.
56. Каганов М.А., Привин М.Р. Оптимизация параметров термоэлектрических охлаждающих устройств с учетом теплоотдачи на спаях // Изв. вузов. Энергетика, 1968, № 3. с. 78-85.
57. Коломоец Н.В., Грабой Л.П., Гребенкин A.C., Спокойный М.Ю. Тепловая модель малогабаритного термоэлектрического термостата // Вопр. радиоэлекгрон. Сер. TPTO, 1982, № 3. с. 17-24.
58. Кораблев В.А., Шарков A.B. Свободно-конвективный теплообмен в трехмерных замкнутых полостях и плоских каналах // Тепломассообмен ММФ. Секция 1. Часть 1. Конвективный теплообмен. Минск, 1988. - с. 70-72.
59. Лобунец Ю.Н. Методология проектирования термоэлектрических преобразователей энергии // Термоэлектричество, № 3, 2003. с. 88-90.
60. Лукишкер Э.М., Бутырский В.И., Перепека В.И. Нестационарная работа термоэлектрических устройств охлаждения // Вопр. радиоэлектрон. Сер. ТРТО, 1979, № 3. с. 56-61.
61. Мойжес Б .Я. Влияние температурных зависимостей параметров материалов на эффективность термоэлектрических генераторов и холодильников // ФТТ, 1960, 2, № 4. -с. 728-737.
62. Наер В.А. Неустановившиеся режимы термоэлектрических охлаждающих и нагревающих приборов // Инж.-физ. журн., 1965,8, № 4. с. 493-498.
63. Наер В.А. Расчет нестационарных режимов полупроводниковых холодильников и нагревателей // Холодильная техника и технология. Вып. 1. Киев, "Техника", 1962. с. 16-19.
64. Орлов B.C., Серебряный Г.Л. Исследование термоэлектрических холодильников с принудительной циркуляцией воздуха // Холодильная техника, 1971, № 5. с. 33-37.
65. Орлов B.C., Серебряный Г.Л. О нестационарных режимах термоэлектрического холодильника с контактным охлаждением "изотермической стенки" // Холодильная техника, 1976, №6.-с. 26-29.
66. Семенюк В.А., Пятницкая Н.И. Безвентиляторный термоэлектрический холодильник для автомобиля // Холодильная техника, 1975, № 7. с. 31 -34.
67. Стильбанс Л,С., Федорович H.A. О работе охлаждающих термоэлементов в нестационарном режиме//ЖТФ, 1958,28,вып. 2 -е. 262-263.
68. Тахистов Ф. Ю. Квазистационарная модель переходного процесса термоэлектрической системы охлаждения // Термоэлектрики и их применения. Доклады VII Межгосударственного семинара (ноябрь 2000 г.). СПб: ФТИ, 2000. - с. 279-282.
69. Тахистов Ф.Ю. Расчет параметров термоэлектрических модулей с учетом температурных зависимостей термоэлектрических свойств // Термоэлектрики и их применения. Доклады VIII Межгосударственного семинара (ноябрь 2002 г.). СПб: ФТИ, 2002. - с. 311-316.
70. Тахистов Ф.Ю. Методика выбора конструктивных и режимных параметров термоэлектрического термостата с неизотермической камерой // Науч.-тех. вестник СПбГУИТМО. Вып. 26 "Исследования в области приборостроения". СПб, СПбГУИТМО, 2006.-е. 263-267.
71. Тахистов Ф.Ю. Модель и методика расчета термоэлектрического термостата с неизотермической камерой // Изв. Вузов. Приборостроение, 2007. Т. 50. № 1. с. 67-70.
72. Филин С О. Рациональная организация теплообмена в камере термоэлектрического холодильника // Термоэлектричество, № 4,2004. с. 86-92.
73. Штерн Ю.Н., Боженарь Д.А. Оптимизация конструкции термоэлектрических охлаждающих устройств // Известия ВУЗов, Электроника, 2000, № 2. с. 80-86.
74. Щербина А.Г. Расчет термобатарей в нестационарном режиме// В кн.: Термоэлектрические свойства полупроводников. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - с. 146-154.
75. Яковлев Ю.А. Исследование температурных зависимостей термоэлектрических параметров полупроводниковых материалов // Холодильная техника и технология, 1988, № 46. с. 73-76.
76. В.З. Статьи на иностранных языках
77. Altenkirch Е. Electrohermische Kaiteerzeugung und reversible elektrische Neizung. Phys. Z., 1911,12, №21- S. 920-924.
78. Anatychuk L.I., Vikhor L.N. Functionally graded materials and new prospects for thermoelectricity use // Proceedings of the Sixteenth International Conference on Thermoelectrics. Drezden, Germany, 1997.-p. 588-591.
79. Arenas A. et all. tridimensional analysis of a thermoelectric module using finite element techniques // Proceedings of the Nineteenth International Conference on Thermoelectrics. Cardiff, UK, 2000. -p. 503-510.
80. Attey G.S. Enhanced TE Refrigeration System COP // Proceedings of the Seventeenth International Conference on Thermoelectrics. Nagoya, Japan, 1998. - p. 519-524.
81. Babin V., Takhistov Ph. The Simple Relations to Express Consumer Parameters for Two-Stage Thermoelectric Module Connected in Parallel // Proceedings of the Eighteenth Conference on Thermoelectrics. Baltimor, USA, 1999. - p. 245-248.
82. Babin V., Takhistov Ph., Zarubo S. Design Optimisation of Two-Staged Thermoelectric Module with Series-Parallel Connection Scheme // Proceedings of the Nineteenth Conference on Thermoelectrics. Cardiff, UK, 2000. - p. 518-521.
83. Babin V., Takhistov Ph. Operation of Thermoelectric Module in Enforced Regime // Proceedings of the Twentieth Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. - p. 470-471.
84. Buist R.J. Calculation of Peltier Device Perfomance // Handbook of Thermoelectrics, edited by D. M. Rowe. New-York, CRC Press, 1995. - p. 143-155.
85. Gavela D., Perez-Aparicio J. Peltier Pellet Analysis with a Coupled, Non-linear, 3D Finite Element Model // Proceedings of the FourthEuropean Workshop on Thermoelectrics. Madrid, Spain, 1998. -p. 145-152.
86. Goldsmid H.J. The use of semiconductors in thermoelectric refrigeration // British journal of Applied physics, 1954,5, № 11. p. 386-390.
87. Goldsmid H.J. Possibilities for improvement in thermoelectric refrigeration // Proceedings of the Eighteenth International Conference on Thermoelectrics. Baltimor, USA, 1999. - p. 531-535.
88. Goldsmid H.J. Timeliness in the development of thermoelectric cooling // Proceedings of the Seventeenth International Conference on Thermoelectrics. Nagoya, Japan, 1998. - p. 25-28.
89. Goldsmid H.J., Nolas G.S. A Review of the New Thermoelectic Materials // Proceedings of the Twentieth International Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. - p. 1-6.
90. Ivanov A.S. et all. Thermoelectric Air Conditioner for Raylways Modifications, Results, Prospects // Proceedings of the Twenty-First International Conference on Thermoelectrics. - Long Beach, CA, USA, 2002.-p. 554-557.
91. Lebedev V., Tyomkin L., Baukin V., Vyalov A. The 150 kW thermoelectric gas cooling system. Results of operation // Proceedings of the Twenty-First International Conference on Thermoelectrics. Long Beach, CA, USA, 2002. - p. 558-560.
92. Lertsatitthanakorn C. et al. Numerical investigation of the performance of free convected thermoelectric air conditioner // Proceedings of the Nineteenth International Conference on Thermoelectrics. Cardiff, UK, 2000. - p. 481-485.
93. Nichihata et all. Peltier cooling system utilizing liquid heat exchanger combined with pump // Proceedings of the Twenty-First International Conference on Thermoelectrics. Long Beach, CA, USA, 2002.-p. 551-553.
94. Oike T. et all. Thermal Resistance Measurements of the Surfaces of Various Materials in Room Temperature to 50 K // Proceedings of the Twentieth International Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. - p. 511-514.
95. Redondo J.M. et al. Non-linear analysis of thermoelectric convective transients // Proceedings of the Twentieth International Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. - p. 300-303.
96. Ritzer T., Lau P. The effect of fan orientation on heat sink performance // Proceedings of the Nineteenth International Conference on Thermoelectrics. Cardiff, UK, 2000. - p. 333-335.
97. Semeniouk V.A. Low temperature thermoelectric cooling // Proceedings of the Seventeenth International Conference on Thermoelectrics. -Nagoya, Japan, 1998. p. 510-514.
98. Semenuiok V.A., Bezverkhov D.B. Modeling and minimization of intercascade thermal resistance in multistage thermoelectric cooler // Proceedings of the Sixteenth International Conference on Thermoelectrics. -Drezden, Germany, 1997. p. 701-704.
99. Semenuiok V.A., Fleurial J.-P. Novel high performance thermoelectric microcoolers with diamond substrates // Proceedings of the Sixteenth International Conference on Thermoelectrics. Drezden, Germany, 1997. - p. 683-686.
100. Shiota I., Nishida A. Development of FGM thermoelectric materials in Japan the state-of-the-art // Proceedings of the Sixteenth International Conference on Thermoelectrics. - Drezden, Germany, 1997.-p. 364-370.
101. Stockholm J. Industrial thermoelectric cooling in the kilowatt range // Proceedings of the Sixth International Conference on Thermoelectric Energy Conversion. Arlington,USA 1986. - p. 83-87.
102. Stockholm J. Current stage of Peltier cooling // Proceedings of the Sixteenth International Conference on Thermoelectrics. Drezden, Germany, 1997. - p. 3746.
103. Takhistov Ph. Dynamic Model of Thermoelectric System Considering Thermoelectric Properties Temperature Dependencies // Proceedings of the Sixth European Conference on Thermoelectrics. -Freiburg, Germany, 2001.
104. Takhistov Ph. Using of Thermoelectric Modules for Heat Exchange Intensification // Proceedings of the Twentieth Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. - p. 467-469.
105. Takhistov Ph. Temperature field irregularity of thermoelectric systems // Proceedings of the Twenty First Conference on Thermoelectrics. Long Beach, CA, USA, 2002. - p. 504-505.
106. Thermoelectics in the 21st Century // Proceedings of the Twentieth International Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. - p. 525-529.
107. Vedernikov M. V., Iordanishvili E.K. A.F.Ioffe and origin of modern semiconductor thermoelectric energy conversion // Proceedings of the Seventeenth International Conference on Thermoelectrics. -Nagoya, Japan, 1998. p. 37-42.
108. Vian J.G. et all. Optimisation of the Heat Dissipation in Thermoelectic Devices by Means of an Element with Phase Cooling // Proceedings of the Twentieth International Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. - p. 448-452.
109. Wartanowicz Т., Czarnecki A. Thermoelectric isothermal container // Proceedings of the Fourth European Workshop on Thermoelectrics. Madrid, Spain, 1998. - p. 29-32.
110. Xuan X.C. et all. A two-stage cuboid-styled thermoelectic cooler with switched polarity// Proceedings of the Twentieth International Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. p. 444-447.
111. Zhang J., Wang F., Tong X. Thermoelectrics in modern China // Proceedings of the Nineteenth International Conference on Thermoelectrics. Cardiff, UK, 2000. - p. 59-66.
112. B.4. Диссертации и авторефераты диссертаций
113. Агеев Ю.И. Работа охлаждающих термоэлементов в экстремальных режимах: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук (01.04.10). Л., 1985. - 17 с.
114. Бабин В.П. Некоторые вопросы нестационарного термоэлектрического охлаждения. Дисс. . канд. тех. наук (053). Л., 1969. -181 с.
115. Башмаков В.В. Теория и расчет радиотехнических полупроводниковых реверсивных термостатов. Автореф. дис. . канд. тех. наук. -М., 1961. 14 с.
116. Большой В.А. Исследование охлаждающих термоэлектрических систем совместно с источниками электропитания: Автореф. дис. . канд. тех. наук (05.194). Одесса, 1975. - 22с.
117. Вейденберг И.К. Исследование переходных режимов термоэлектрических охлаждающих устройств, вызванных возмущением температур теплоносителей: Автореф. дис. . канд. тех. наук (05.14.05). Рига, 1975. - 22 с.
118. Ефремов А.А. Исследование и оптимизация термоэлектрических установок методом термодинамических параметров: Автореф. дис. . докт. тех. наук (05.04.03). Л., 1975. - 42 с.
119. Иванова К.Ф. Оптимизация теплофизических и геометрических параметров термоэлектрических охлаждающих устройств: Автореф. дис. . канд. тех. наук (01.04.14). -Киев, 1986. 15 с.
120. Иорданишвили Е.К. Исследование веществ и полупроводниковых термоэлементов для термоэлектрического охлаждения и генерирования электроэнергии: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. Ленинград, 1961. - 14 с.
121. Кайданов А.И. Исследование тепловых режимов многоблочных радиоэлектронных аппаратов в условиях естественной конвекции: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1965.
122. Кузьмина Т.Г. Статистическая оптимизация нестационарного режима работы термоэлектрических холодильных машин в системах термостабилизации: Автореф. дис. . канд. тех. наук (05.04.03, 05.13.02). Л., 1985. - 16 с.
123. Малкович Б.Е.-Ш. Экспериментальное исследование нестационарного термоэлектрического охлаждения: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук (01.049). Л., 1972. - 21 с.
124. Маматисаков Д. Исследование и оптимизация радиаторных систем с воздушным и воздушно-испарительным теплообменом и анализ их использования в термоэлектрических охладителях: Автореф. дис. канд. тех. наук (05.14.08). Ашхабад, 1980. - 22 с.
125. Манжикова С.Ц. Методы расчета тепловых режимов термостатов с тепловыделяющими объектами: Автореф. дис. . канд. тех. наук (01.04.14). Л., 1975. - 27 с.
126. Наер В.А. Исследование полупроводниковых термоэлектрических охлаждающих и нагревающих установок: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Одесса, 1965. - 12 с.
127. Нечипорук О.Л. Исследование новых типов и схем полупроводниковых охлаждающих термоэлементов и модулей: Автореф. дис. . канд. тех. наук (05.04.03). Одесса, 1977. - 23 с.
128. Омельченко А.Е. Исследование и разработка устройств на основе термоэлектрических преобразователей и их оптимизация эвристическими методами: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук (01.04.04). Махачкала, 1998. - 21 с.
129. Привин М.Р. Методы расчета энергетических характеристик и оптимизация параметров полупроводниковых термоэлектрических охладителей и нагревателей: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1968.
130. Пятницкая Н.И. Исследование теплообменных систем в термоэлектрических охлаждающих устройствах: Автореф. дис. . канд. техн. наук (05.04.03). Одесса, 1974. - 27 с.
131. Семенюк В.А. Исследование действительных характеристик полупроводниковых термоэлектрических охлаждающих устройств: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Одесса, 1967.-26 с.
132. Соломин А.В. Исследование динамики термоэлектрических устройств в системах стабилизации температуры: Автореф. дис. . канд. тех. наук (05.13.14). Л., 1976. - 18 с.
133. Спокойный М.Ю. Тепловое проектирование малогабаритных термоэлектрических термостатов для РЭА: Дисс. . канд. техн. наук (01.04.14). Л., 1984.
134. Стильбанс Л.С. Исследования и некоторые применения полупроводниковых термоэлементов: Автореф. дис. . д-ра физ.-мат. наук. -М., 1961. 28 с.
135. Сулин А.Б. Развитие теории проектирования систем охлаждения и термостатирования на базе термоэлектрических преобразователей: Автореф. дис. . д-ра техн. наук (05.04.03). СПб.: СПбГУНиПТ, 2000. - 31 с.
136. Тайц Д.А. Разработка и исследование тепловых схем термоэлектрических охлаждающих термостатов: Автореф. дис. . канд. тех. наук (194). Одесса, 1968. - 27 с.
137. Юрагов Е.А. Исследование методов проектирования и реализация программного обеспечения информационно-измерительных систем диагностики (на примере термоэлектрических преобразователей): Автореф. дис. . канд. тех. наук (05.11.16). -М., 2004. 18 с.
