مقاله در مورد خنک سازی دمابرقی (ترموالکتریک)

word قابل ویرایش
21 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

خنک سازی دمابرقی (ترموالکتریک)

دستگاه خنک کننده ترموالکتریک ، گاهی اوقات به آن ترموالکتریک یا دستگاه خنک کننده «پلیتر» نیز می گویند . که نیمه رسانای است که دارای اجزا و ترکیبات الکترونیکی است که عملکردهایی مانند گرم کردن با پمپ را در بر
می گیرد . منبع نیرو با ولتاژ پایین DC با مدل TE کار می کند . گرما از آن محدوده به طرف دیگر حرکت خواهد کرد ، بنابراین . یک طرف خنک می شود وقتی که هنوز طرف دیگر همزمان گرم است ، مهم است به خاطر داشته باشید زمانی که این اتفاق معکوس می شود که به موجب آن قطبش نیز تغییر

می کند. (مثبت و منفی) و ولتاژ DC سبب می شود که گرما به طرف دیگر برود، در نتیجه ، ترموالکتریک به کار برده می شود برای گرم سازی و خنک سازی در نتیجه بسیار مناسب است برای کنترل دقیق دمای مورد استفاده قرار می گیرد . نظریه اساسی برای کاربران درباره تونایی دستگاه خنک کننده ترموالکتبیک داده شده است که با ارائه این نمونه ، مفید است . یک نوع مرحله ترموالکتریک در یک مخزن گرمایی است که دمای اتاق را نگه می دارد و سپس به یا باطری مناسب متصل می شود . یا به دیگر منابع نیروی DC متصل می گردد . طرف سرد نمونه تقریباً به دمای می رسد . در این لحظه نمونه بدون گرما پمپ می شود و به بیشترین میزان ولتاژ T می رسد . اگر گرما به تدریج به طرف سرد نمونه اضافه شود ، قسمت سرد دمایش بالا می رود و سرانجام برابر

قسمت گرما می شود . در این هنگام دستگاه خنک کننده TE به بیشترین میزان گرما می رسد ( ). دستگاههای خنک کننده ترموالکتریک به یخچالهای مکانیکی کنترل کنند با همان قوانین بنیادی ترمودینامیک و سیستم های سردسازی اگرچه به طور قابل ملاحظه ای در فرم متفاوت هستند عملکردشان به یک صورت می باشد . در سیستم های سردسازی مکانیکی دستگاه فشار برای فشردن هوا به مایع فشار می آورد در میان سیستم سرما راپخش می کند . فضای تبخیر کننده

یا منجمد کننده که به نقطه جوش می رسد طی مراحل تدریجی مداوم تبخیر می شود . دستگاه سرد کننده گرما را می گیرد (جذب می کند) به همین علت است که دستگاه سرد
می شود . گرمای جذب شده توسط دستگاه سرد کننده به طرف دستگاه منقبض کننده حرکت می کند . در جایی که سردکننده تراکم را به محیط انتقال می دهد در سیستم سردسازی ترموالکتریک پیش بینی می شود که یک نوع نیمه هادی جای مایع سرد کننده را می گیرد و منقبض کننده جایگزین قسمت گرمایی می شود . دستگاه فشردن هوا جایگزین منبع نیروی DC می شود .
استفاده از نیروی DC در ترموالکتریک به این علت است که الکترون ها به طرف مواد نیمه هادی حرکت می کنند . در انتهای قسمت سردکننده مواد نیمه هادی گرما را جذب می کنند توسط حرکت الکترون ها و از میان مواد حرکت می کنند و قسمت انتهایی گرم کننده از آن خارج می شود تا زمانی که قسمت انتهایی گرم کننده مواد بطور فیزیکی به مخزن گرما متصل شده است گرما از مواد به طرف مخزن می رود و سپس در عوض به محیط انتقال داده می شود . قائده کلی فیزیکی به روی دستگاههای خنک کننده سرماساز ترموالکتریک جدید نزدیک به سال ۱۸۰۰ بر می گر

دد . اگرچه نمونه های TE تجاری تا سال ۱۹۶۰ در دسترس نبوده اند اولین کشف مهم مربوط به ترموالکتریسیتی در سال ۱۸۲۱ رخ داد . زمانی که یک دانشمند آلمانی به نام توماس سیبک پی برد که جریان الکتریکی در مدار جریان دارد که از دو فلز مختلف درست شده است که نقطه اتصال فلزات در دو دمای گوناگون
می باشد . سیبک واقعاً متوجه نشد هرچند که مقدمات علم برای کشفش کافی نبود و اش

تباه فرض می کرد که جریان گرما همانند جریان الکتریکی اثر مشابه دارد . در سال ۱۸۳۴ یک ساعت ساز فرانسوی و یک فیزیک دان به نام جین پولتیر بعد از بررسی اثر تحقیقات سیبک پی بردند که برعکس این اتفاق رخ می دهد وقتی که انرژی گرمایی در نقطه اتصال دو فلز گوناگون جذب شده و در نقطه برخورد دیگر زمانی که جریان الکتریکی در میان محدوده بسته ای جریان دارد ، تخلیه می شود . ۲۰ سال پیش ویلیام تامسون توضیحی برای درک بهتر سیبک و پولتیر و روابطشان داد . هرچند حالا این اتفاق تنها در آزمایشگاه از روی کنجکاوی صورت می گیرد و بدون اینکه کاربرد عملی داشته باشد . در سال ۱۹۳۰ که یک داشمند روسی مطالعاتش را درباره برخی از کاربردهای ترموالکتریک شروع کرده بود و تلاش کرد نیرویی در ژنراتورها ایجاد کند که در محل هایی خارج از زمین مورد استفاده قرار گیرند . سرانجام این دانشمند روسی به نمونه های عملی ترموالکتریک توسعه یافته پی برد . امروزه دستگاههای خنک کننده ترموالکتریک در تکنولوژی مدرن فلزات و نیمه هادی ها و در کل مواد نیمه های جایگزین فلزات گوناگون شد و در آزمایشات ترموالکتریک مورد استفاده قرار می گیرند . «سیبک» ، «پولتیر» و «تامسون» با چندین وقایع ، شکل ابتدایی عملکرد نمونه های ترموالکتریک را ارائه کردند بدون اینکه به جزئیات اشاره شود . برخی از این اثرات بنیادی
ترموالکتریک را بیان می کنیم .

اثر سیبک :
اثر سیبک را با یک مثال روشن شروع کرده و در آن نگاهی به محدوده یک ترموکوپل ساده می اندازیم .
ترموکوپل رسانا دارای دو فلز مختلف است که به صورت مواد x و مواد y مشخص شده اند . در اندازه گیری دا ترموکوپل A به عنوان یک مرجع که دمای TC راسرد نگه می دارد بکار رفته است و ترموکوپل B برای اندازه گیری دما Th که در این نمونه بالاتر از دمای Tc است بکار رفته است و ولتاژ از میان ترمینال های T1 و T2 مشخص خواهد شد که این ولتاژ (VO) به صورت emf «سیبک» به این صورت است :

در جایی که Vo بازده ولتاژ در ولت است عامل مشترک میان دو مواد x و y در ولت k است و Th و ‏Tc دماهای سرد و گرم ترموکوپل در هستند .

اثر «پلتیر» :
اگر ترموکوپل را تغییر اگر ولتاژ (Vin)بکار رفته در ترمینال های T1 و ‏T2 باشد جریان الکتریکی در مدار ، جریان خواهد یافت .و در نتیجه جریان موجود در مدار مقدار ناچیزی سردسازی می کند . (QC) در نقطه برخورد ترموکوپل A نقطه ای است که گرما را جذب و در نتیجه گرم کر

دن (Qh) در نقطه برخورد B و در جایی که گرما بیرون می رود رخ خواهد داد . به خاطر داشته باشید که این اثر در حالت معکوس در نتیجه تغییراتی در جریان الکتریکی ایجاد می شود . نتیجه پلتیر از طریق فرمول ریاضی چنین است :

در جایی که Pxy دیفرانسیل میان دو مواد x و y در ولت I که جریان الکتریکی در آمپرهای Qc و‌Qh جریان دارد ، میزان خنک سازی و گرماسازی به ترتیب وات است و مقدار R×I (=R مقاومت الکتریکی است) در رسانا رخ می دهد . در نتیجه جریان یافتن جریان الکتریکی این اثر در تضاد با نتیجه پولتیر است و بدین دلایل میزان خنک سازی کاهش می یابد .

اثرتامسون :
وقتی جریان الکتریکی از رسانا می گذرد که دما افت حرارتی بیشتر از طولش داشته باشد و گرما از طریق رسانا جذب یا خارج شود و در اینجا این سوال پیش می آید که آیا گرمای جذب شده یا به بیرون انتقال داده شده بستگی به جریان الکتریکی و دمایی که افت حرارت در آن ایجاد شده است یا خیر ؟ این اتفاق توسط تامسون صورت گرفت که اصول کلی را در بر
می گیرد اما نقش چندان مهمی در عملکرد نمونه های عملی ترموکوپل ندارد به این دلیل به رسمیت شناخته نشده است .

اصول کلی نمونه های ترموالکتریک مواد :
مواد ترموالکتریکی :
اغلب مواد نیمه رسانای ترموالکتریک در دستگاههای خنک کننده TE امروزی آلیاژ

بیسموت تلورید که به طور مناسب بخش های تک یا عناصری که خصوصیات جدا N و P را دارد بکار برده می شوند . اغلب مواد ترموالکتریک با متبلور کردن فلز یا فشار به پودر فلزکاری تشکیل شده اند . هر روش ساخت دارای مزایای خاص خودش است اما زمانی که تحت هدایت هستند این مواد رشد می کنند و به رشدی بیش از حد معمول می رسند . علاوه بر ، مواد ترموالکتریکی دیگری موجود است مانند ، سیلیکون ، ژرمانیوم و (Bi-Sb ) آلیاژهایی که شاید در موقعیت های خاص بکار برده شده باشند .

حداکثر در میان دمای محدود بسیار مناسب و بیشتر از عملکردهای خنک سازی اس

ت .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 21 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد