Математичне моделювання та оптимізація процесу нестаціонарного термоелектричного охолодження

Максим Петрович Коцур

doi:10.15587/2312-8372.2016.59320

Автор(и)

Максим Петрович Коцур Київський національний університет імені Тараса Шевченка, пр. Академіка Глушкова 4д, м. Київ, Україна, 03680, Україна https://orcid.org/0000-0002-4072-3524

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.59320

Ключові слова:

нестаціонарне термоелектричне охолодження, математичне моделювання, оптимальне керування, об’єкт з розподіленими параметрами

Анотація

У статті запропоновано математичну модель процесу нестаціонарного термоелектричного охолодження. Враховано основні фактори, які впливають на процес. Сформульовано задачу оптимального керування нестаціонарним термоелектричним охолоджувачем з довільним числом каскадів. Запропоновано метод її вирішення. Наведено приклади комп’ютерного моделювання оптимальних функцій керування процесом нестаціонарного охолодження.

Біографія автора

Максим Петрович Коцур, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, пр. Академіка Глушкова 4д, м. Київ, Україна, 03680

Аспірант

Кафедра системного аналізу і теорії прийняття рішень

Посилання

In: Vainer, A. A. (1983). Termoelektricheskie ohladiteli. Moscow: Radio i sviaz', 176.
Kaganov, M. A., Privin, M. R. (1970). Termoelektricheskie teplovye nasosy. Leningrad: Energiia, 174.
Ahmed, N. U. (2003). Distributed Parameter Systems. Encyclopedia of Physical Science and Technology. Elsevier BV, 561–587. doi:10.1016/b0-12-227410-5/00183-6
Stilbans, L. S., Fedorovich, N. A. (1958). O rabote ohlazhdaiushchih termoelementov v nestatsionarnom rezhime. Zhurnal tehnicheskoi fiziki, Vol. 28, № 3, 12–15.
Parrott, J. E. (1960). Interpretation of stationary and transient behaviour of refrigerating thermocouples. Solid-State Electronics, Vol. 1, № 2, 135–143. doi:10.1016/0038-1101(60)90045-9
Babin, V. P., Iordanishvili, E. K. (1969). O povyshenii effekta termoelektricheskogo ohlazhdeniia pri rabote termoelementov v nestatsionarnom rezhime. Zhurnal tehnicheskoi fiziki, Vol. 39, № 2, 399–406.
Landeсker, K., Findleу, A. W. (1961). Study of transient behavior of Peltier junctions. Solid-State Electronics, Vol. 3, № 3-4, 239–260. doi:10.1016/0038-1101(61)90007-7
Hoyos, G. E., Rao, K. R., Jerger, D. (1977). Fast transient response of novel Peltier junctions. Energy Conversion, Vol. 17, № 1, 45–54. doi:10.1016/0013-7480(77)90057-2
Grinberg, G. A. (1968). O nestatsionarnom rezhime raboty ohlazhdaiushchih termoelementov. Zhurnal tehnicheskoi fiziki, Vol. 38, № 3, 418–424.
Rivkin, A. S. (1973). Optimal'noe upravlenie nestatsionarnym protsessom termoelektricheskogo ohlazhdeniia. Zhurnal tehnicheskoi fiziki, Vol. 43, № 7, 1563–1570.
Idnurm, M., Landecker, K. (1973). Experiments with Peltier Junctions Pulsed with High Transient Currents. Journal of Applied Physics, Vol. 34, № 6, 1806–1810. doi:10.1063/1.1702684
Field, R. L., Blum, H. A. (1979). Fast transient behavior of thermoelectric coolers with high current pulse and finite cold junction. Energy Conversion, Vol. 19, № 3, 159–165. doi:10.1016/0013-7480(79)90023-8
Iordanishvili, E. K., Babin, V. P. (1983). Nestatsionarnye protsessy v termoelektricheskih i termomagnitnyh sistemah preobrazovaniia energii. Moscow: Nauka, 216.
Snyder, G. J., Fleurial, J.-P., Caillat, T., Yang, R. G., Chen, G. J. (2002). Supercooling of Peltier cooler using a current pulse. Journal of Applied Physics, Vol. 92, № 3, 1564–1569. doi:10.1063/1.1489713.
Yang, R. G., Chen, G. J., Kumar, A. R., Snyder, G. J., Fleurial, J.-P. (2005). Transient cooling of thermoelectric coolers and its applications for microdevices. Energy Conversion and Management, Vol. 46, № 9-10, 1407–1421. doi:10.1016/j.enconman.2004.07.004
Snarskii, A. A., Bezsudnov, I. V. (2015). Rotating thermoelectric device in periodic steady state. Energy Conversion and Management, Vol. 94, 103–111. doi:10.1016/j.enconman.2015.01.058
Shen, L. M., Chen, H. X., Xiao, F., Yang, Y. X., Wang, S. W. (2014). The step-change cooling performance of miniature thermoelectric module for pulse laser. Energy Conversion and Management, Vol. 80, 39–45. doi:10.1016/j.enconman.2014.01.003
Shen, L. M., Xiao, F., Chen, H. X., Wang, S. W. (2012). Numerical and experimental analysis of transient supercooling effect of voltage pulse on thermoelectric element. International Journal of Refrigeration, Vol. 35, № 4, 1156–1165. doi:10.1016/j.ijrefrig.2012.02.004
Ma, M., Yu, L. (2014). A numerical study on the temperature overshoot characteristic of a realistic thermoelectric module under a current pulse operation. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 72, 234–241. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.01.017
Thonhauser, T., Mahan, G. D., Zikatanov, L., Roe, J. (2004). Improved supercooling in transient thermoelectric. Applied Physics Letters, Vol. 85, № 15, 3247–3249. doi:10.1063/1.1806276
Mao, J. N., Chen, H. X., Jia, H., Qian, X. L. (2012). The transient behavior of Peltier junctions pulsed with supercooling. Journal of Applied Physics, Vol. 112, № 1, 014514-1–014514-9. doi:10.1063/1.4735469
Cheng, C.-H., Huang, S.-Y., Cheng, T.-C. (2010). A three-dimensional theoretical model for predicting transient thermal behavior of thermoelectric coolers. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 53, № 9-10, 2001–2011. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.12.056
Hao, L. V., Wang, X.-D., Wang, T.-H., Meng, J.-H. (2015). Optimal pulse current shape for transient supercooling of thermoelectric cooler. Energy, Vol. 83, 788–796. doi:10.1016/j.energy.2015.02.092
Pontriagin, L. S., Boltianskii, V. G., Gamkrelidze, R. V., Mishchenko, E. F. (1976). Matematicheskaia teoriia optimal'nogo upravleniia. Moscow: Nauka, 392.