Соответствующие им плотности потока тепла, очевидно, равны

0 = Г- 4 -1). (6.30а)

(6.306)

и в этом же количестве должны удаляться с поверхностей теплосъема, т. е. должно иметь место равенство, аналогичное (5.75):

/ - -\

1.1п-(631)

В случае рассредоточенного расположения элементов формулы Qq и Qi получаются непосредственно из (6.22) и (6.23) при / - 1 и i = n соответственно:

Qq = G7q - = 01. (6.32а)

= G7q 44-1 (Дж -1) = А.

(6.326)

Qq и Qy, так же как и в предыдущем случае, определяют плотность потока тепла на холодных и горячих спаях, однако непосредственно использовать эти формулы в соотношении типа (6.31) нельзя, так как в случае рассредоточенного расположения термоэлементов плотность потока тепла на спаях не совпадает с плотностью теплового потока на поверхности теплосъема. Теплотехнический расчет в этом случае несколько усложняется, так как он должен учесть эффект растекания тепла на поверхности теплосъема и обусловленное этим

-0 £) /2 о

(6.34)

Методика расчета. Принципиальная схема расчета компактной многокаскадной батареи такая же, как и в рассмотренном выше случае ее однокаскадного аналога.

Теплотехнический расчет отличается от описанного выше только тем, что вместо формулы (5.75), строго говоря, должна использоваться ее обобщенная запись (6.31). В исходные данные, кроме температур и 7,, входит также число каскадов п. Так как определение из (6.31) представляет значительные трудности, то, видимо, целесообразнее находить его с некоторой ошибкой из (5.75). Эта ошибка вряд ли может оказаться существенной, так как уменьшение по сравнению с соответствующей температурой в однокаскадной батарее весьма невелико, а всякого рода неточности теплотехнического расчета заведомо больше. В результате такого расчета находятся точные значения Т, Т, и q.

эффектом уменьшение плотности потока тепла на теплоотво-дящей поверхности.

Вес каскадной батареи по-прежнему рассчитывается по формуле (5.71). При этом под / следует понимать полную длину (высоту) термобатареи, которая в случае компактной батареи равна (6.26), а в случае рассредоточенной - п1.

Подставив (5.71) в (6.29а), получим важную связь между холодопроизводительностью батареи и ее весом. Эта связь является прямым обобщением формулы (5.72) в случае использования многокаскадной системы охлаждения:

Qo = -r„4 "Г {м-fi). (6.33)

" + 1

Тем самым обобщаются и выводы о характере связи между Qo Р сделанные нами при анализе формулы (5.72). Эти выводы теперь непосредственно вытекают из соотношения (6.33). Аналогичное соотношение имеет место и для батареи с рассредоточенными термоэлементами:

Расчет самой термобатареи в общем случае несколько более сложен, однако его принципиальная схема остается ТОЙ же. По формуле (6.30а) вычисляется высота батареи I, которая вместе с определенной ранее величиной площади S задает габариты батареи.

После этого из (6.26) находится высота первого (наиболее холодного) каскада, а затем и все остальные 1, которые задаются формулой (6.25).

Разбивка каскадов на элементы и определение поперечных сечений их ветвей производится так же, как и раньще. Следует учесть, что напряжение, подаваемое на элементы разных каскадов, различно, а величина его должна удовлетворять формуле (6.28).

Холодильный коэффициент многокаскадной батареи определяется из формулы (6.18), а величина потребляемой электрической мощности находится из (5.77).

Об эффективности каскадного охлаждения. Нам остается установить, какое количество каскадов в батарее является наиболее выгодным с экономической точки зрения. Разумеется, решение этого вопроса в каждом конкретном случае зависит от специфических условий работы рассчитываемой батареи, и поэтому ниже мы изложим лишь некоторые общие соображения.

Таблица I

Выше было показано, что холодильный коэффициент сг1стемы монотонно возрастает с увеличением числа каскадов и при п->оо стремится к пределу (6.21). Однако это воз-