Вплив середньооб’ємної температури термоелементу на показники надійності і динаміку охолоджувача
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154991Ключові слова:
гілка термоелементі, середньооб’ємна температура, показники надійності, динаміка охолоджувачаАнотація
Розглянуто вплив середньооб’ємної температури гілки термоелементу на основні параметри, показники надійності і динаміку функціонування термоелектричного охолоджувача при різних перепадах температури при заданому тепловому навантаженні, геометрії гілок термоелементів для характерних струмових режимів роботи. Показано, що середня температура термоелементу, яка є опорною точкою при розрахунку енергетичних показників термоелектричного охолоджувача, може бути використана тільки для розрахунків в стаціонарному режимі роботи. Використання її в динамічному режимі призводить до значних похибок. Обґрунтовано, що для динамічного режиму такою опорною точкою може служити середньооб’ємна температура термоелектричної гілки. Визначено співвідношення для оцінки среднеоб'ємної температури в залежності від відносного робочого струму. Проаналізовано зв'язки среднеоб'ємної температури термоелемента, часу виходу на стаціонарний режим, необхідну кількість термоелементів, відмінності між среднеоб'ємної і середньою температурою, холодильного коефіцієнта в залежності від відносного робочого струму. Показано, що з ростом среднеоб'ємної температури при заданому струмовому режимі роботи і перепаді температури, що перевищує 40К, величина робочого струму, кількість термоелементів, потужність споживання, інтенсивність відмов і постійна часу зменшується, а холодильний коефіцієнт зростає. Час виходу на стаціонарний режим при переході від режиму мінімуму інтенсивності відмов в режим максимальної холодопродуктивності, знижується на 5 %, а інтенсивність відмов зростає на 16 %.
Практична значимість проведених досліджень полягає як у підвищенні якості проектування охолоджувачів, так і виборі необхідних режимів термоелектричної системи забезпечення теплових режимів електронної апаратури в залежності від значимості динамічних або критеріїв управління по надійності
Посилання
- Zaykov, V. P., Kinshova, L. A., Moiseev, V. F. (2009). Prediction of reliability indicators, thermoelectric cooling devices. Book 1. One-stage devices. Odessa: Polytehperiodika, 120.
- Apartsev, O. R. (2017). Thermoelectric coolers and thermal processes in terms of SPICE modeling. Electronics and electrical engineering, 2, 1–12. doi: https://doi.org/10.7256/2453-8884.2017.2.21379
- Belova, O. V., Chernyshev, A. V. (2004). Mathematical Modeling of Heat Sources in Peltier Thermoelectric Elements. Scientific Instrument Making, 14 (1), 51–57.
- Ordin, S. V. (2018). Experimental and Theoretical Expansion of the Phenomenology of Thermoelectricity. Global Journal of Science Frontier Research: A Physics and Space Science, 18 (1), 1–8.
- Bochegov, V. I., Grabov, V. M. (2017). On the thermal conductivity of the gradient-inhomogeneous branches of thermoelements at a difference in the operating temperature. Semiconductors, 51 (7), 874–875. doi: https://doi.org/10.1134/s106378261707003x
- Poudel, B., Hao, Q., Ma, Y., Lan, Y., Minnich, A., Yu, B. et. al. (2008). High-Thermoelectric Performance of Nanostructured Bismuth Antimony Telluride Bulk Alloys. Science, 320 (5876), 634–638. doi: https://doi.org/10.1126/science.1156446
- 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
- Zaykov, V., Mescheryakov, V., Zhuravlov, Y. (2018). Analysis of relationship between the dynamics of a thermoelectric cooler and its design and modes of operation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (91)), 12–24. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.123891
- Egorov, V. I. (2006). Exact methods for solving heat conduction problems. Saint Petersburg: St. Petersburg State University ITMO, 48.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Vladimir Zaykov, Vladimir Mescheryakov, Yurii Zhuravlov
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.
