Аналіз динаміки і прогнозування показників надійності охолоджучого термоелементу з заданою геометрією гілок
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.123890Ключові слова:
термоелектричний охолоджувач, геометрія термоелементів, вихід на стаціонарний режим, показники надійностіАнотація
Розглянуто вплив конструктивних і технологічних елементів на основні параметри, показники надійності і динаміку функціонування термоелектричних охолоджуючих пристроїв в різних струмових режимах в робочому діапазоні перепадів температур. Проаналізовані співвідношення зв’язку часу виходу на стаціонарний режим і відносної інтенсивності відмов охолоджувача з енергетичними показниками, термоелектричними параметрами термоелементів, конструктивними і технологічними показниками.
Проведено аналіз часу виходу на стаціонарний режим для різних режимів роботи від максимальної холодопродуктивності до мінімуму інтенсивності відмов. Показано, що для скорочення часу виходу на стаціонарний режим охолоджувача при заданій геометрії гілок термоелементів і перепаді температур необхідно використовувати режим максимальної холодопродуктивності.
Кількісний аналіз показав, що при заданій геометрії гілок термоелементів час виходу на стаціонарний режим роботи не залежить від кількості термоелементів термоелектричного охолоджувача. При перепаді температур, близькому до максимального значення, час виходу на стаціонарний режим роботи відрізняється незначно для всіх режимів роботи. Порівняльний аналіз основних параметрів, показників надійності і динамічних характеристик надає можливість вибору компромісних рішень при створенні термоелектричних пристроїв з врахуванням значимості кожного з обмежувальних факторів.
З практичної точки зору, одержані результати свідчать про те, що для підвищення швидкості охолоджування не потрібно міняти існуючу технологію побудови термоелектричних охолоджувачів. Управління швидкодією переходу з одного стаціонарного стану в інший відбувається вибором струмових режимів роботи термоелектричного пристрою. При цьому є можливість вибрати умови, при яких показники надійності будуть знаходитися в допустимих межахПосилання
- Shalumova, N. A., Shalumov, A. S., Martynov, O. Yu., Bagayeva, T. A. (2011). Analysis and provision of thermal characteristics of radioelectronic facilities using the subsystem ASONIKA-T. Advances in modern radio electronics, 1, 42–49.
- Zebarjadi, M., Esfarjani, K., Dresselhaus, M. S., Ren, Z. F., Chen, G. (2012). Perspectives on thermoelectrics: from fundamentals to device applications. Energy & Environmental Science, 5 (1), 5147–5162. doi: https://doi.org/10.1039/c1ee02497c
- Kofanov, Yu. N. et. al. (2014). System problems of reliability, quality, mathematical modeling and intelligent technologies in innovative projects. Moscow: HRU HES, 532.
- Ndao, S., Peles, Y., Jensen, M. K. (2009). Multi-objective thermal design optimization and comparative analysis of electronics cooling technologies. International Journal of Heat and Mass Transfer, 52 (19-20), 4317–4326. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.03.069
- Thermoelectric modules market. Analytical review (2009). RosBussinessConsalting, 92.
- Sootsman, J. R., Chung, D. Y., Kanatzidis, M. G. (2009). New and Old Concepts in Thermoelectric Materials. Angewandte Chemie International Edition, 48 (46), 8616–8639. doi: https://doi.org/10.1002/anie.200900598
- Rowe, D. M. (Ed.) (2012). Materials, Preparation, and Characterization in Thermoelectrics. Vol. 1. Boca Raton: CRC Press, 544.
- Zhang, L., Wu, Z., Xu, X., Xu, H., Wu, Y., Li, P., Yang, P. (2010). Approach on thermoelectricity reliability of board-level backplane based on the orthogonal experiment design. International Journal of Materials and Structural Integrity, 4 (2/3/4), 170. doi: https://doi.org/10.1504/ijmsi.2010.035205
- Choi, H.-S., Seo, W.-S., Choi, D.-K. (2011). Prediction of reliability on thermoelectric module through accelerated life test and Physics-of-failure. Electronic Materials Letters, 7 (3), 271–275. doi: https://doi.org/10.1007/s13391-011-0917-x
- Wereszczak, A. A., Wang, H. (2011). Thermoelectric Mechanical Reliability. Vehicle Technologies Annual Merit Reviewand Peer Evaluation Meeting. Arlington, 18.
- Singh. R. (2008). Experimental Characterization of Thin Film Thermoelectric Materials and Film Deposition VIA Molecular Beam Epitaxial. University of California, 54.
- Zaykov, V., Mescheryakov, V., Zhuravlov, Y. (2017). Analysis of the possibility to control the inertia of the thermoelectric cooler. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8 (90)), 17–24. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.116005
- Zaykov, V. P., Kinshova, L. A., Moiseev, V. F. (2009). Prediction of reliability on thermoelectric cooling devices. Kn. 1 Single-stage devices. Odessa: Politehperiodika, 120.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Vladimir Zaykov, Vladimir Mescheryakov, Yurii Zhuravlov, Dmitry Mescheryakov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
