Анализ динамики и прогнозирование показателей надежности охлаждающего термоэлемента с заданной геометрией ветвей

Autor: Zaykov, Vladimir, Mescheryakov, Vladimir, Zhuravlov, Yurii, Mescheryakov, Dmitry
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5, № 8 (95) (2018): Energy-saving technologies and equipment; 41-51
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 5, № 8 (95) (2018): Энергосберегающие технологии и оборудование; 41-51
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 5, № 8 (95) (2018): Енергозберігаючі технології та обладнання; 41-51
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: We have investigated the influence of structural and technological elements on the basic parameters, reliability indicators, and the dynamics of operation of thermoelectric cooling devices under various current modes within the operating range of temperature differences. We analyzed the ratios of correlation between the time required to enter a stationary mode and relative intensity of failures in a cooler, and energy indicators, thermoelectric parameters of thermoelements, structural and technological indicators.An analysis of the time required to enter a stationary mode was performed for different modes of operation from the maximum cooling capacity to the minimum failure rate. It is shown that in order to reduce the time required for a cooler to enter a stationary mode, at the predefined geometry of thermoelements and temperature difference, it is necessary to employ the mode of maximum cooling capacity.The quantitative analysis showed that at the predefined geometry of thermoelements branches the time required to enter a stationary working mode does not depend on the number of thermoelements in a thermoelectric cooler. At a difference of temperatures close to the maximum value, the time required to enter a stationary working mode differs slightly for all modes of operation. Comparative analysis of the basic parameters of reliability indicators and dynamical characteristics makes it possible to find compromise solutions when constructing thermoelectric devices taking into consideration the weight of each of the constraints.From a practical point of view, the results obtained suggest that increasing the cooling rate does not require changes to the existing technology for making thermoelectric coolers. Control over performance speed during transition from one stationary state to another state is executed through the selection of current modes in the operation of a thermoelectric device. In this case, there is a possibility to choose the conditions under which reliability indicators match the permissible limit.
Розглянуто вплив конструктивних і технологічних елементів на основні параметри, показники надійності і динаміку функціонування термоелектричних охолоджуючих пристроїв в різних струмових режимах в робочому діапазоні перепадів температур. Проаналізовані співвідношення зв’язку часу виходу на стаціонарний режим і відносної інтенсивності відмов охолоджувача з енергетичними показниками, термоелектричними параметрами термоелементів, конструктивними і технологічними показниками.Проведено аналіз часу виходу на стаціонарний режим для різних режимів роботи від максимальної холодопродуктивності до мінімуму інтенсивності відмов. Показано, що для скорочення часу виходу на стаціонарний режим охолоджувача при заданій геометрії гілок термоелементів і перепаді температур необхідно використовувати режим максимальної холодопродуктивності.Кількісний аналіз показав, що при заданій геометрії гілок термоелементів час виходу на стаціонарний режим роботи не залежить від кількості термоелементів термоелектричного охолоджувача. При перепаді температур, близькому до максимального значення, час виходу на стаціонарний режим роботи відрізняється незначно для всіх режимів роботи. Порівняльний аналіз основних параметрів, показників надійності і динамічних характеристик надає можливість вибору компромісних рішень при створенні термоелектричних пристроїв з врахуванням значимості кожного з обмежувальних факторів.З практичної точки зору, одержані результати свідчать про те, що для підвищення швидкості охолоджування не потрібно міняти існуючу технологію побудови термоелектричних охолоджувачів. Управління швидкодією переходу з одного стаціонарного стану в інший відбувається вибором струмових режимів роботи термоелектричного пристрою. При цьому є можливість вибрати умови, при яких показники надійності будуть знаходитися в допустимих межах
Рассмотрено влияние конструктивных и технологических элементов на основные параметры, показатели надежности и динамику функционирования термоэлектрических охлаждающих устройств в различных токовых режимах в рабочем диапазоне перепадов температур. Проанализированы соотношения связи времени выхода на стационарный режим и относительной интенсивности отказов охладителя с энергетическими показателями, термоэлектрическими параметрами термоэлементов, конструктивными и технологическими показателями.Проведен анализ времени выхода на стационарный режим для различных режимов работы от максимальной холодопроизводительности до минимума интенсивности отказов. Показано, что для сокращения времени выхода на стационарный режим охладителя при заданной геометрии ветвей термоэлементов и перепаде температур необходимо использовать режим максимальной холодопроизводительности.Количественный анализ показал, что при заданной геометрии ветвей термоэлементов время выхода на стационарный режим работы не зависит от количества термоэлементов термоэлектрического охладителя. При перепаде температур, близком к максимальному значению, время выхода на стационарный режим работы отличается незначительно для всех режимов работы. Сравнительный анализ основных параметров, показателей надежности и динамических характеристик дает возможность выбора компромиссных решений при создании термоэлектрических устройств с учетом весомости каждого из ограничительных факторов.С практической точки зрения, полученные результаты свидетельствуют о том, что для повышения скорости охлаждения не нужно менять существующую технологию построения термоэлектрических охладителей. Управление быстродействием перехода из одного стационарного состояния в другое осуществляется выбором токовых режимов работы термоэлектрического устройства. При этом имеется возможность выбрать условия, при которых показатели надежности будут находиться в допустимых пределах
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: