Пельтье тепловой

Термоэлектрическое охлаждение основано на использовании эффекта Пельтье при прохождении постоянного тока через два спая разных металлов (рис. 1У-48) или полупроводников, при противоположной последовательности металлов в спаях в одном из них происходит поглощение тепла Со, а в другом выделение Q. В зависимости от условий конвекции и теплопроводности в спаях возникают температуры [c.369]

К числу термоэлектрических явлений относят обычно три обратимых эффекта Зеебека, Пельтье и Томсона. Эти эффекты связаны с взаимным превращением тепловой энергии в энергию электрического тока. Наличие указанной взаимосвязи между потоками электричества и тепла видно из общих уравнений (385). [c.231]

Эффект Пельтье 1834 г.). Эффект Пельтье состоит в обратимом выделении дополнительного (к эффекту Джоуля) тепла на контакте двух проводников при прохождении через него электрического тока. [c.233]

Примером могут служить трансформаторы тепла, основанные на эффекте Пельтье — возникновении разности температур в паре разное-родных электропроводных материалов (например, полупроводников), помещенных в электрическое поле. [c.16]

Каскад применяется также в таких трансформаторах тепла, где используются нециклические процессы, например в полупроводниковых, использующих эффект Пельтье. Применение каскада и в этом слу- [c.18]

Все эти три величины должны в стационарных условиях компенсироваться отводом тепла за счет эффекта Пельтье, равного я/. [c.287]

Анализ выражений ( .129) и ( .130) позволяет сделать вывод о том, что отвод тепла от фронта кристаллизации за счет эффекта Пельтье будет превышать уменьшение отвода тепла путем теплопроводности, вызванное пропусканием тока, при значениях тока, удовлетворяющих неравенству [c.163]

Термином холодный и горячий спаи термопары мы будем обозначать спаи, на которых соответственно происходит поглощение и выделение тепла Пельтье. Таким образом, эти термины указывают не на соотношение между температурами спаев, а на направление электрического тока в термопаре (термобатарее), [c.12]

Таким образом, тепловой баланс на спаях термопары, включенной в цепь источника постоянного тока, в стационарных условиях определяется тремя составляющими а) теплом Пельтье, поглощаемым на холодном спае и выделяемым на горячем б) джоулевым теплом, выделяющимся в ветвях термопары, которое приблизительно равными потоками вытекает через оба спая [c.13]

Очевидно, что то же самое соотношение между размерами требуется для достижения максимальной холодопроизводительности с одного элемента при заданном токе питания, так как тепло Пельтье не зависит от размеров термоэлемента. Этим и объясняется тождественность соотношений (1-32) и (1-12). [c.21]

Подвешенным термоэлементом будем называть стержень из полупроводникового материала, который включен в цепь источника тока с помощью проводов, закрепленных на торцах и образующих в местах крепления холодные и горячие спаи. При этом будем считать, что условия теплообмена холодных и горячих спаев с окружающей средой полностью идентичны. Разность температуры между спаями определяется выделением и поглощением тепла за счет эффекта Пельтье. Джоулево тепло распределяется равномерно по стержню и не создает градиента температуры. В стационарных условиях выделяемое и поглощаемое на спаях тепло Пельтье компенсируется кондуктивным потоком тепла вдоль стержня, обусловленным его теплопроводностью. Потери тепла с поверхности образца, возникающие благодаря конвекции, излучению и теплоотводу по проводим, можно уменьшить, создавая вокруг образца тепловую изоляцию и используя длинные и достаточно тонкие провода. [c.40]

Граничное условие на холодном спае учитывает тепло Пельтье, теплоотдачу в окружающую среду, теплоемкость охлаждаемого тела, джоулево тепло, выделяемое на контактах, и мощность постоянных источников тепла. [c.97]

Схематически рассматриваемый тип ТТН можно представить как плоскую перегородку, составленную из идентичных по размерам и физическим свойствам термоэлементов, одна поверхность которой обтекается охлаждаемой жидкостью, а другая — жидкостью, отбирающей тепло от горячих спаев. По существу в этом случае ТТН является своеобразным теплообменником-рекуператором, в котором на поверхности стенки, разделяющей потоки теплоносителей, происходит дополнительное выделение и поглощение тепла Пельтье, а в объеме стенки выделение джоулева тепла. [c.109]

Можно показать, что в некоторых случаях температура теплоносителей, протекающих через ТТН, изменяется немонотонно. Такой характер изменения температуры может возникнуть в связи с наличием противоположно действующих факторов — тепла Пельтье и кондуктивного теплового потока по ветвям термопары, соотношение между которыми меняется вдоль термобатареи. Поэтому о протекании процессов охлаждения и нагрева в ТТН в отличие от обычных теплообменников-рекуператоров нельзя судить только по величине общего перепада температур в потоках теплоносителей. Для того чтобы получить полную картину охлаждения и нагрева, необходимо проанализировать влияние параметров ТТН и режима его питания на изменение температуры вдоль поверхности термобатареи. [c.115]

Условие (8-12) означает, что соотношения между параметрами ТТН таковы, что, начиная с некоторого значения X — Хо, положительный поток тепла к теплоносителю на горячих спаях за счет эффектов Пельтье и Джоуля превышает отрицательный поток за счет теплопроводности, поэтому температура на горячих спаях начинает повышаться. [c.117]

В этом случае по всей длине термобатареи температуры обоих теплоносителей монотонно возрастают, (рис. 28, в). Характер изменения температур объясняется тем, что на горячих спаях выделение джоулева тепла и тепла Пельтье превышает его отвод за счет теплопроводности термобатареи, а на холодных спаях приток за счет теплопроводности и выделение джоулева тепла превышают поглощение тепла за счет эффекта Пельтье. [c.117]

Температура жидкости на горячих спаях при этом монотонно возрастает вдоль направления движения, а на холодных монотонно снижается (рис. 28, д). Указанный характер изменения температуры теплоносителей означает, что при выполнении условия (8-16) количество тепла, выделяемое и поглощаемое за счет эффекта Пельтье, является наибольшей составляющей в уравнениях теплового баланса на спаях, превышающей сумму всех остальных тепловых потоков. [c.118]

При выполнении условия (8-27) на холодных спаях, когда Хо < X < 1, поглощение тепла Пельтье превышает приток его за счет теплопроводности и выделения джоулева тепла, т. е. общий баланс тепла отрицательный. [c.122]

При выполнении этого условия температура жидкости на горячих спаях монотонно повышается, на холодных спаях монотонно снижается (рис. 29, д). Указанный характер изменения температуры теплоносителей объясняется тем, что в рассматриваемом варианте поглощение и выделение тепла за счет эффекта Пельтье по всей площади батареи превышает сумму остальных составляющих теплового баланса. Так же как и для прямотока, последний из пяти рассмотренных вариантов обеспечивает нормальный режим работы ТТН. [c.122]

Полученные выше формулы для определения температуры потоков жидкостей, обтекающих термобатарею, справедливы только в том случае, когда стационарное состояние системы существует. Однако в некоторой области параметров рассматриваемых ТТН уравнения, описывающие тепловые процессы, имеют неограниченно растущие со временем решения [201. Это связано с наличием источников тепла переменной мощности (тепло Пельтье). Системы уравнений, имеющие решения указанного типа, можно называть неустойчивыми. [c.157]

Поскольку полюс р = О определяет стационарное распределение 01 (X), то для исследования устойчивости системы необходимо рассмотреть только корни уравнения (11-14). Уравнение типа (И-14) является основным не только в решении вопроса устойчивости работы теплообменника, имеющего в качестве нестационарного источника тепло Пельтье, но и теплообменников с внутренними источниками энергии другой природы, например, за счет выделения тепла в результате химических реакций на границе стенка—жидкость [50]. [c.160]

Рис. 3. Период великого десятилетия а) электрический ток создает магнитное поле и совершает работу (Эрстед) б) тепло создает магнитное поле (Зеебек) тепло создает электрический ток (Эрстед) в) электрический ток переносит теплоту (Пельтье) г) изменение магнитного поля создает электрический ток (Фарадей)

Термопара, фигурировавшая в знаменитых опытах Пельтье, не имеет для энергетических применений практического значения - необходимо развернуть рабочую поверхность (см. рис. 1). Однако такая система будет работать лишь в первый момент. Теплота Джоуля равномерно вьщеляется и прогревает всю систему. Поэтому необходимо стабилизировать поверхность теплого контакта при температуре окружающей среды. Таким образом, понятие термоэлемента неотделимо от понятия радиатора. Необходим сброс теплоты. Причем сбрасывается как теплота Джоуля, так и теплота, которую выделяет охлаждаемое тело. Таков принцип работы охлаждающе-нагре-вающего термоэлемента - термоэлектрического теплового насоса, перемещающего теплоту от среды с более низкой температурой к [c.23]

Вернемся к историческому опыту Зеебека и рассмотрим его с позиций сегодняшнего дня. Так же, как и в случае электрической цепи Пельтье, развернем спаи цепи в рабочие поверхности термоэлемента Зеебека. Порции тепловой энергии от источника теплоты поступают на горячий спай термоэлемента (см. рис. 10). Дрейфовая подвижность свободных электронов в области горячего спая увеличивается из-за их избыточной кинетической энергии (и, соответственно, скорости). При этом на фоне броуновского движения свободных электронов во всем объеме ветвей термоэлемента возникает преимущественный их дрейф в область холодного спая. Избыток отрицательного заряда в области холодного спая и положительного (ионы решетки) в области горячего спая вызывает появление внутреннего тормозящего электрического поля, препятствующего дальнейшему движению свободных носителей на холодный спай. Таким образом, термоэлемент. Зеебека с разомкнутой электрической цепью превращается (при наличии источника теплоты) в заряженный твердотельный аккумулятор , между полюсами которого существуют электрическое поле и свободные заряды с разным электрическим потенциалом. При замыкании электрической цепи с термоэлементом Зеебека в ней возникает постоянный электрический ток. Источником тока, совершающим работу внешних сил по разделению электрических зарядов, является тепловая энергия источника тепла. [c.32]

Из вышесказанного ясно, что термогенератор (термоэлемент Зеебека) может быть идеальным источником тока для термоэлемента Пельтье. Это в действительности так. Следовательно, можно прямым путем превращать тепло в холод - это великолепный вариант охлаждения. [c.35]

Еще полтора века назад (в 1821 г.) немецкий физик Зеебек обнаружил, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из разных материалов, контакты между которыми находятся при разных температурах, создается электродвижущая сила (ее называют термо-ЭДС). Через 12 лет швейцарец Пельтье обнаружил эффект, обратный эффекту Зеебека когда электрический ток течет по цепи, составленной из разных материалов, в местах контактов, кроме обычной джоулевой теплоты, выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока) некоторое количество тепла. [c.64]

Термоэлектрическое охлаждение основано на использовании эффекта Пельтье при прохождении постоянного тока через два спая разных металлов (рис. 1У-48) или полупроводников, при противоположной последовательности металлов в спаях в одном из них происходит поглощение тепла Ро, а в другом выделение С. В зависимости от условий конвекции и теплопроводности в спаях возникают температуры Го и Г. Металлы, образующие систему, должны иметь разные потенциалы (отсюда и обозначения -1-, —). Соединяются эти металлы медными проводами, что облегчает соединение системы с камерой (охлаждения), а также получение и отдачу тепла (Ро и Р). Такая система удобна для охлаждения. Холодильный к. п. д. установки такого типа несколько ниже, чем компрессионных установок. [c.369]

Позиция 8 отражает наличие подвода тепла, зависящего от температуры, но не рассматриваемого в качестве регулируемого источника. Например, термоэлемент будет поглощать или выделять тепло Пельтье др в соответствии с соотношением др=аТ1, где а — постоянная Зеебека, / — сила тока, а Т — абсолютная температура. Программа позволяет учитывать <7р как функцию Т, причем эта функциональная связь включает в себя изменение произведения а/. Кривая др= 1(Т) вводится в ЭВМ 7-м комплектом входных данных. В программу можно включить пять таких кривых действительное число указывается в столбце 32 карты 1. [c.232]

Эффект Пельтье обратен эффекту Зеебека. При прохождении тока через спай различных проводников кроме джоулева тепла выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока, некоторое количество тепла Qп, пропорциональное протекающему через контакт заряду (т. е. силе тока I и времени О Рп = = П/ где П — коэффициент Пельтье, который зависит от природы находящихся в контакте материалов. [c.465]

Выражаемый уравнением (1. 13) температурный коэффициент напряжения ячейки ед тесно связан с выделением или поглощением тепла, которое наблюдается в обратимо работающей ячейке. Это тепло можно измерить, если ток, протекающий через ячейку, настолько мал, что выделением джоулева тепла в электролите можно пренебречь. Обратимое выделение или поглощение тепла происходит на всей совокупности межфазных границ ячейки. Оно пропорционально количеству превращенного вещества и известно как эффект Пельтье. Вызывается эффект разницей между АЯ и AG. Взятую с обратным знаком энтальпию реакции [c.36]

Согласно 12, Т AS (отрицательная теплота Пельтье) есть количество тепла, потребляемое при анодном растворении металла при равновесном потенциале Gq. Эту величину можно экспериментально определить без каких-либо принципиальных трудностей . Поэтому нужно вычислить только изменение энтальпии АН = = Яд — Н в анодном процессе (рис. 43). [c.122]

Термоэлектрическое охлаждение основано на использовании эффекта Пельтье, сущность которого заключается в выделении или поглощении тепла на контакте двух различных проводников в зависимости от направления электрического тока. При этом роль рабочего тела выполняют электроны в батареях из термоэлементов, для которых применяют полупроводники из сплавов некоторых тяжелых металлов германия, теллура, селена и др. [c.19]

Явление, противоположное эффекту Зеебека,— эффект Пельтье, при котором ток, проходящий через полупроводник от одного спая к другому, вызывает поглощение тепла на одном спае и выделение — на другом. Коэффициент Пельтье я, имеющий размерность напряжения, может быть выражен в джоулях на кулон. Кельвин связал коэффициенты Q и я уравнением [c.703]

Часть полезной энергии при необратимом режиме теряется, превращаясь в теплоту. Эта теплота, являющаяся мерой необратимости электрохимического процесса, называется теплом Ленца — Джоуля Рлд. Тепло Ленца — Джоуля — результат термодинамической необратимости электрохимических систем — следует отличать от теплоты Пельтье Сп, которая может выделяться (либо поглощаться) и в равновесной электрохимической системе. Если тепло Пельтье равно нулю, что реализуется в тех случаях, когда АС=ДЯ, то теплоту Ленца — Джоуля можно рассчитать по уравнениям [c.20]

Возможность получения холода путем непосредственной затраты электрической энергии была доказана еще в 1834 г, французским физиком Пельтье, который установил, что при прохождении тока в замкнутой цепи, спаянной из двух разных металлов (термопара), один спай нагревается, а другой охлаждается. Чтобы холодный спай постоянно имел низкую температуру и был источником охлаждения, теплый спай необходимо охлаждать, иначе теплота от него будет передаваться путем теплопроводности холодному спаю. Более ста лет эффект Пельтье не находил практического применения. Только в 1949 г. благодаря работам советских ученых во главе с академиком А. Ф. Иоффе термоэлектрическое охлаждение стали применять в технике. [c.24]

В реальных конструкциях термоэлементов всегда существует некоторое, хотя и относительно небольшое, контактное сопротивление. Контактный слой, а также охлаждаемый объект имеют определенную теплоемкость. В этих условиях оптимальный ток уже не может достигать больших значений с тем, чтобы джоулево тепло на спаях не превышало теплопоглощения Пельтье. Для решения задачи о выборе оптимального управления — плотности тока / (/) в общем сдучае, когда справедливы граничные условия вида (6-32) на холодном спае, следует применять методы, которые разрабатываются в настоящее время для нахождения оптимальных управляющих воздействий для систем, содержащих объекты с распределенными параметрами. Однако решения подобных задач для рассматриваемой системы до сих пор не опубликова 1ы. [c.107]

Зависимость напряжения ячейки ох темпермуры д выделение тепла в гальванической цепи. Эффект Пельтье. . . . [c.5]

В ряде случаев в К. используются методы, в к-рых измерение количества тепла основано на измерении мощности теплового потока между калориметрич. системой и окружающей ее оболочкой. Калориметры Кальве, в к-рых используется этот принцип, применялись в последнее время для измерения теплот разбавления, этерификации, омыления сложных эфиров, исследования реакций с участием высокомолекулярных соединений и для изучения ряда биологич. процессов. Эти калориметры являются очень сложными приборами, но имеют высокую чувствительность ( 0,1 мкет) при практически неограниченной продолжительности процесса. Значительная часть (до 95%) экзотермич. теплового эффекта компенсируется в таких калориметрах эффектом Пельтье. Некомпенсированная часть тепла определяется измерением с помощью особым образом расположенных термопар теплового потока от внешней поверхности калориметра к оболочке. Высокая чувствительность калориметра требует уничтожения влияния температурных колебаний термостата. Это достигается симметричным расположением двух спаренных калориметрич. систем в блоке из материала с очень xopojiiei теплопроводностью и соединением их навстречу друг другу. [c.185]