Главная страница  Физика полупроводников 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [ 27 ] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43]

0 - с

cm = G-Z![. (7.276)

Используя (7.17), легко выразить cm через независимые параметры [i и :

ст = 0 Д-) . (7.28)

Здесь S= Lh есть общая площадь термобатареи. Имея в виду, что

qo=:m(ro-r,), (7.29)

находим

С, = о4Го /!Г . (7.30)

Аналогично

Q, = GT, - . (7.31)

U-txT)(f. + o

Стационарность рассмотренного процесса обеспечивается соответствующим отводом тепла как внутри охлаждаемого объема, так и снаружи, а также выполнением условий (5.61), (5.36) и (7.28). Два из них (5.61) и (7.28) обеспечить нетрудно. Условие (5.61) чисто конструктивное: надо просто построить термопару так, чтобы сечения ее ветвей удовлетворяли этому условию (рис. 19). Условие (7.28) требует, чтобы масса протекающей через канал жидкости теплоносителя определялась этой формулой. Очевидно, что мы всегда можем отрегулировать скорость потока. Гораздо сложнее

Интегрирование дает

Этой формулой задается важная связь температур спаев с координатой. Из краевых условий (7.10) находим



обстоит дело с условием (5.36), которое необходимо рассмотреть особо.

Считая заданным напряжение источника питания V и зная потребляемую мощность А, легко найти величину силы

тока I - Так как разность температур на элементе V - Т

растет от холодной части батареи к горячей, а сила тока во всех элементах, включенных в цепь источника последовательно, остается одной и той же, добиться выполнения (5.36)


Рис. 19.

можно только соответствующим подбором сечений элементов (s = s-\-s"). Наиболее холодный элемент должен иметь площадь поперечного сечения

Рэфф

4/.рэфф/(-1) а (Го-Г,)

(7.32)

(7.33)

Остальные сечения могут быть найдены по формуле

l) = ..(-l).

(7.34)

которая получена из (5.36) после сокращения множителей, слабо изменяющихся с температурой. Весьма существенно, что входящая в (7.34) функция у{х) должна в точности соответствовать найденной выше зависимости температур от



cmlTr

(7.35)

Отсюда видно, что сечение элементов должно уменьшаться от холодного конца батареи к горячему. Осуществить на практике непрерывное изменение s{x), конечно, невозможно, и из приведенных соображений вытекает лишь то, что регенеративная батарея должна состоять из нескольких секций с различной формой элементов, сечения которых определяются формулой (7.35).

Расчет регенеративной системы охлаждения. В согласии с вышеизложенным, конструкция термобатареи должна удовлетворять условиям (5.61) и (7.35). Если принять за основу компактную полосу последовательно соединенных элементов, изображенных на рис. 19, то это будет означать, что высота ветвей элементов и их ширина должны быть выбраны в соответствии с формулами

h = h ."j; h" = h-j=X{~, (7.36)

Ax = Axq

1 GiT,-T,)h cmlTn

(7.37)

Произвол в выборе Axq ограничен, с одной стороны, требованием достаточно плавного изменения Т{х) и Т{х), а с другой, - удобством формовки и крепления элементов в батарее. При этом следует учитывать, что этим произволом в известной мере определяется также величина h - полная высота или толщина полоовк

4р (уИ -1) Г„

а{То-Т,) Ахо

Впрочем, известный произвол в выборе h остается, так как величина силы тока (парциального тока, текущего через полосу) может меняться в зависимости от характера электрического соединения полос в батарее. На рис. 20 изображена регенеративная батарея из четырех полос, соединен-

координаты. Поэтому, подставляя (7.26) в (7.34), получаем окончательно

1 0{To-Jc)h




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [ 27 ] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43]

0.034