рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Холодильники и нагреватели

Работа сделанна в 2001 году

Холодильники и нагреватели - Реферат, раздел Промышленность, - 2001 год - Полупроводниковые материалы в металлургии Холодильники И Нагреватели. Важной Особенностью, Открывающей Широкие Перспект...

Холодильники и нагреватели. важной особенностью, открывающей широкие перспективы применения полупроводников, является получение с их помощью холода и тепла более эко-номичными путями.

Такое использование полупроводников основано на термоэлектрических явлениях, обратных наблюдающимся в термоэлементах. Ток, возникающий в замкнутой цепи термоэлемента, охлаждает горячий спай и наоборот, подогревает холодный спай. При пропускании же тока через термоэлементы в обратном направлении выделяется тепло в горячем спае и отнимается тепло от холодного.

Один и тот же спай двух проводников при одном направлении тока нагревается, а при другом охлаждается. Пользуясь этим, можно охлаждать воз-дух в холодильном шкафу, в который помещён охлаждаемый спай металла. Для этого в термоэлементе поддерживают температуру нагреваемого спая, близкую к комнатной, отводя от него выделяемую теплоту в окружающую среду; при этом другой спай значительно охлаждается, а через него охлаждается и окру-жающий воздух.

Применяя для этой цели полупроводники, характеризующие достаточно высокой величиной к.п.д. термоэлемента, можно получить в холодильном шка-фу необходимые низкие температуры. Например, полупроводники из сплавов висмута, селена, теллура и сурьмы обеспечивают в термоэлементе разность температур около 60°C, а в сконструированном с помощью таких полупроводников холодильном шкафу поддерживается температура минус 16°C. Этим же явлением можно воспользоваться и для отопления зданий. Про-пуская электрический ток через термоэлектрическую цепь, помимо обычного нагрева всего проводника, охлаждают один спай и нагревают другой, т.е. пере-носят тепло от одного спая к другому.

Академик А.Ф.Иоффе рассчитал, какое количество тепла будет при этом выделено. От охлаждаемого спая отнимается некоторое количество тепловой энергии Q0=αT0It, где α – термоэлектродвижущая сила, в; T0 – абсолютная температура холодного спая; I – величина тока, а; t – длительность прохождения тока, сек. Соответственно в тёплом спае, абсолютную температуру которого обозна-чим через Т1, выделяется тепловая энергия Q1: Q1=αT1It. Эта тепловая энергия Q1 больше теплоты Q0, в отношении: Q1/ Q0= Т1/ T0. Если ограничиться рассмотрением процесса на обоих спаях, то их можно описать следующим образом: электрический ток отнимает от холодного спая теплоту Q0 и передаёт теплому спаю большее количество тепла Q1, добавляя недостающую энергию в виде электрической энергии W. К теплоте Q0, отнимаемой от холодного спая, добавляется энергия W, и сумма их Q0+W= Q1 выделяется на тёплом спае. Из приведенных данных о величинах Q0 и Q1 видно, что отношение затра-чиваемой электрической энергии W к теплоте Q1, которая освобождается на те-плом спае, равно: W/Q1=Q1­Q0/Q1=T1­T0/T. Если абсолютная температура теплого спая Т1=300°, что соответствует +27°C, а температура Т0=270° или -3°C, то W/Q1=30/300=0,1, Отсюда следует, что для передачи в тёплое помещение при температуре 2727°C100 кал тепла можно было бы использовать 90 кал, взятых от холодной среды (например, от внешнего воздуха) и добавить всего 10 кал за счёт элек-троэнергии.

Поскольку такое извлечение тепла из внешнего холодного воздуха или водного резервуара легко и доступно, возникает заманчивая возможность, за-трачивая всего 10% от вносимого в помещение тепла за счёт электроэнергии, отапливать помещение практически за счёт извлекаемого снаружи тепла.

Но процесс в термоэлектрической батарее не ограничивается только выделением и поглощением тепла на спаях.

Вдоль ветвей самой термобатареи возникает по-ток тепла от теплого спая к холодному, который противодействует переносу тепла в обратном направлении, сопровождающему прохождение тока. Кроме того, часть электрической энергии превращается в тепло в обеих ветвях термоэлемента.

В результате наличия этих двух процессов использование электроэнергии резко снижается; приходится добавлять не 10% электроэнергии, а около 60%; но и такой результат представляет значительный интерес: затрата электроэнергии составляет только около половины теплоты, поступающей в помещение, а остальная половина доставляется более холодным наружным воздухом или проточной водой при температурах, близких к нулю. Чем меньше разность Т1-Т0 по сравнению с Т1, тем выгоднее окажется тер-моэлектрическая батарея по сравнению с электрической печью сопротивления.

Термоэлектрическая батарея обладает и другим важным преимуществом.

Если изменить направление тока на противоположное, то на наружных спаях начнёт выделяться теплота Q0, а нагревавшие помещение спаи будут отнимать теплоту Q1, охлаждая помещение. В жаркое время года та же термобатарея может охлаждать воздух. Регулируя величину и направление тока в батарее, можно поддерживать в помещении одинаковую температуру при любых температурах внешнего воздуха.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Полупроводниковые материалы в металлургии

От металлов они отличаются тем, что носители электрического тока в них создаются тепловым движением, светом, потоком электронов и т.п. источником… С повышением температуры электропроводность полупроводников возрастает и при… К полупроводниковым материалам относится большинство минералов, неметаллические элементы IV, V, VI групп периодической…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Холодильники и нагреватели

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Металлургия германия и кремния
Металлургия германия и кремния. Германий принадлежит к редким рассеянным в природе элементам. Запасы его в земной коре составляют 7•10 %. Атомный вес германия 72,6, температура плавления 958,5°С. п

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги