新型结构热电元件的多物理场耦合研究

为了改善热电元件的工作性能,提出了两种新型结构的热电元件,分别是半倾斜型和双倾斜型,倾斜角度57.99°。参考传统的垂直型热电元件,采用数值模拟的方法,通过控制电流、热端温度和冷热端温差等参量,对三种结构的热电元件进行了温度场、电场耦合分析。结果显示:双倾斜型电热元件能够实现最低的冷端温度,且随着电流的增大,不同结构冷端温度的差值先增大后减小;在小功率条件下,双倾斜型电热元件制冷量最大;双倾斜结构能够达到最高的制冷系数,但在大功率条件下制冷系数却最低;倾角为钝角处存在场强突变现象;最大电流密度均出现在不与半导体接触的铜片区域中;双倾斜结构更适用于微小型低功耗热电设备。     

日本开发钛酸锶高效热电转换材料

日本名古屋大学和JST公司共同开发出普通人工宝石——钛酸锶高效热电转换材料,这在世界尚属首次。热电转换材料具有存在温差时发电（塞贝克效应）、通过电流时制冷（珀尔帖效应）的性质,可用于手表发电元件及便携冰箱制冷元件等。     

小型和微型热电制冷的应用与前景

通过深入系统的文献研究，考察了小型和微型热电制冷应用技术的新进展。全球性禁用CFC物质以及电子、新材料等相关领域的技术进步为热电制冷提供了新的发展机遇和动力。小型和微型热电制冷的应用领域不断向广度和深度拓展；在电子设备、探测仪表、实验仪器、温控元件等的整体和局部冷却方面，热电制冷技术具备独特优势；预期超晶格结构是提高热电材料优值系数的极具潜力的途径，热电膜集成结构将成为微型电子元件局部冷却的主流发展方向。     

多级热电制冷器的数值模拟与实验研究

对多级热电制冷器进行了理论分析。在三种不同工况下,运用ANSYS模拟四种不同类型热电制冷器的制冷温度,并搭建实验台进行了实验研究。模拟结果表明,热电制冷器热电对之间的距离对其制冷温度有影响,设计热电制冷器时,应对热电对距离进行优化设计。实验结果表明,实验用热电制冷器最佳工作电压为12V,热电制冷器制冷温度受外界环境影响非常大,选择合适的绝热材料对制冷器制冷温度有重要影响。实验结果还表明,热电制冷器输入电流和功率随热端温度升高而减小,制冷温度和最大制冷温差随热端温度升高而增大。     

影响热电堆性能的工艺因素分析

通过对热电制冷器的制冷工作特性的分析,找出了附加传热温差、焊缝电阻、杂散热交换、元件性能下降等造成电堆性能下降的工艺因素,提出了减小绝缘导热层厚度,检查元件的电阻值,保证夹具夹紧力、平面度和平行度,优化焊接工艺和减少钎料用量等提高热电制冷器的制冷性能的工艺措施。     

热电制冷技术的进展及应用

热电制冷是一种环保清洁的制冷技术,在各个领域广泛应用.本文介绍了热电制冷的基本原理,应用于热电制冷的材料现状,近年来国内外专家学者在热电理论和热电制冷上的研究进展,热电制冷在现实生活的应用,并对热电学研究在今后的研究提出期待.     

改善热电堆制冷性能的工艺措施研究

通过对热电制冷器的制冷工作特性的分析，找出了附加传热温差、焊缝电阻、杂散热交换、元件性能下降等造成电堆性能下降的工艺因素，提出了减小绝缘导热层厚度，检查元件的电阻值，保证夹具夹紧力、平面度和平行度，优化焊接工艺和减少钎料用量等提高热电制冷器的制冷性能的工艺措施。     

热电制冷技术进展与展望

热电制冷技术是一种通过珀耳贴效应直接利用电能实现制冷的固态制冷技术。与蒸气压缩式制冷相比,热电制冷具有尺寸任意缩放、无振动、可靠性高和控温精度高等优点。本文从热电制冷的发展简史和基本原理出发,重点介绍了热电材料、制冷机结构、功能层界面以及热端散热器等影响热电制冷机性能因素的研究进展,并根据热电制冷的优势特性介绍了热电制冷的应用,最后对热电制冷技术的研究进行了总结和展望。     

热电制冷在空气隙膜蒸馏系统中的应用研究

设计了一种采用热电制冷的并接式空气隙膜蒸馏系统,以热电制冷替代机械式制冷为膜蒸馏过程提供冷量。通过对膜蒸馏过程与热电制冷的匹配研究,给出了最佳匹配工况的基本要求。制作了具有水冷散热热电制冷的膜蒸馏冷腔,对单片热电制冷器采用风冷散冷的制冷性能进行研究,结果表明：一定热端散热强度下,热电制冷膜蒸馏冷腔的冷面温度可满足膜蒸馏运行;当热端循环水进口温度为20℃、流量为100L/h、风机风量为660m3/h、热电制冷器工作电流为5.5A时,热电制冷量为87.1W,制冷效率为1.3,二者均为最大值,且预测相应理论蒸馏通量为40kg/（m2?h）。研究结果为小型太阳能热电制冷空气隙膜蒸馏系统的理论研究和实际应用奠定了基础。     

热电制冷器特性分析

分析了热电制冷器的制冷工作特性、变工况特性和变电压特性,同时分析了附加传热温差、焊缝电阻、杂散热交换、元件性能下降对热电制冷器性能的影响.提出了热电制冷器的工作电压范围、工作电压与恒定冷端温度之间的关系.     

水冷式半导体冰箱制冷性能的研究

研究了水冷式散热方法对半导体冰箱制冷性能的提高.以常用的半导体小冰箱为实例,分别测试了在风冷、循环水和恒温水条件下小冰箱的制冷性能.结果表明,水冷制冷效果明显优于传统风冷式,且其制冷性能与冷却水的温度有关.水温越低,半导体制冷器的制冷效率越高,制冷温度越低.当冷却水温度为171 ℃时,水冷半导体小冰箱很快达到冷冻.建立了水冷式半导体冰箱的制冷模型,计算分析了在不同恒定冷却水温度下半导体制冷器冷端温度随时间的变化关系,并将理论结果与实验测量结果进行了拟合分析,发现理论模型与实验测量结果一致.研究结果为水冷式半导体冰箱制冷性能的提高提供了实验和理论依据.     

路用降温涂层在模拟污染工况下的降温性能

为确定不同污染工况对路用降温涂层降温性能的影响程度,制备两种降温涂层,确定其基本路用性能,并构建尘土污染、油料污染、化学腐蚀污染三种工况模拟道路的实际污染状况。基于Matlab图像处理技术分析了不同污染工况下降温涂层表面的污染程度,采用室外降温效果测试方法系统研究了不同污染工况下两种降温涂层的降温效果。结果表明三种工况下所制备降温涂层的降温效果均出现不同程度的降低,但降幅总体较小。尘土污染工况下,降温效果降幅在0.4~1.3℃之间;在不同类型油料污染工况下,降温效果降幅在1.2~3.1℃之间,其中柴油对降温性能影响最大;在不同种类化学腐蚀污染工况下,降温效果降幅在2.3~2.4℃之间,NaOH溶液和HCl溶液对降温性能的影响差别较小。     

射流冲击冷却系统实验性能研究

对一闭式射流冲击冷却系统的循环冷却性能进行了实验研究,讨论了循环流量和喷射压差对冷却循环系统性能的影响.为了分析射流换热性能的差异,对不同喷射压力和流量的工况进行分析,并通过对喷射腔内的喷射状态观察,与相关的换热试验性能进行了对比分析.     

半导体降温服交盖效应的实验研究

近年来,频繁的高温天气已经严重影响作业人员的身心健康,因此有必要研制降温服以改善工人工作条件。通过对半导体降温服的部分制冷性能进行实验研究,结果表明:当最大制冷量为68.9 W的单个制冷片工作时,以P_0为中心,半径相同处,温度也基本相同,且随着距离的增加,各测点温差降低率先加快后减慢;当三个制冷片工作时,温度变化呈现一定的差异性,且随着距离的增加,P_5~P_8和P_9~P_(12)测点的温差先降低后上升,在距离制冷中心3 cm处有明显的转折点;半导体降温服交盖效应的范围为以制冷中心为圆心、半径4 cm左右的圆域,且在相邻两个制冷片距离相同的情况下,当制冷中心位于同一水平线时,交盖效应更明显。研究为半导体降温服的应用提供了一定的指导意义。     

VRV集中空调与区域供冷单位冷量能耗的比较研究

针对VRV技术和区域供冷技术进行单位冷量能耗的比较研究。结果表明：1）区域供冷的单位冷量能耗近似正比于管道当量长度;而VRV空调单位冷量能耗可近似认为在某管道长度区间内变化不大,并可主要分为3个范围,不同范围内单位冷量能耗值不同。2）一个系统采用VRV技术节能还是采用区域供冷技术节能,取决于区域制冷站与用户的距离以及VRV系统供冷的管道当量长度。     

一种变频空调电控箱体降温模块的研究

本文根据变频热泵机组系统特点和制冷循环热传导原理设计了一种变频空调电控箱体的降温模块,该降温模块的U型散热装置与制冷剂配管接触弧度为3/4圆弧结构,接触点切线成45°斜角,放置在空调系统中出储液器到进入电子膨胀阀之间的管路部分,使制冷剂经过该散热装置的温度处于40℃～50℃之间最佳温度范围。在环境温度43℃、出水温度15℃的制冷工况下,通过实验分析和验证了增加该散热装置和自然冷却两种状态下系统的性能。结果表明:加装制冷剂散热装置机组运行时变频器功率器件产生的热量可以通过制冷剂散热装置带走,降温效果较为明显。同时,通过理论计算和实验测试对比了变频器功率发热部件温度与制冷剂进口温度之间温度差变化情况,验证了加装制冷剂散热装置的效果。     

多目标约束下半导体制冷片几何结构参数的优化设计

研究半导体制冷片几何参数的影响,往往设置固定的制冷片冷热端温度及输入电流。本文通过固定半导体制冷片外部的冷热端换热条件及输入电压,逐一分析了制冷片多个几何参数对制冷量、COP和制冷片冷端温度的影响,对每一个影响项的物理含义都给出了详细的说明,揭示了这些参量之间存在着的耦合关系。并在此基础上,综合制冷量、COP和制冷片冷端温度3个优化目标对制冷片几何参数选取范围的约束特性,提出了基于多目标优化的几何参数选择图,该图可快速清晰地得到不同需求下最佳的pn结几何参数。如在设置的边界条件下,当冷端温度需求为280 K,制冷量为15 W时,存在几何参数的最优解,而当冷端温度需求为240 K,制冷量为100 W时,则不存在可同时满足冷端温度和制冷量需求的几何参数。     

中日两国空调冷负荷计算方法比较与分析

采用日本空气调节及卫生工学会的手算法与国内空调设计常用的冷负荷系数方法,对日本东京地区某空调工程的冷负荷在相同的设计参数条件下分别进行计算,将其方法及计算结果进行比较,并分析冷负荷算法以及不同区域的各类负荷值对冷负荷指标的影响。     

新型太阳能冷管制冷热力循环分析计算

根据固体吸附制冷原理,利用太阳辐射能作为热源,研究了一种新型太阳能冷管。该新型冷管利用硅胶—水作为制冷工质对,通过理论分析计算可以得出:在平均太阳辐射强度为686.1 W/m2,冷凝温度与蒸发温度分别为40℃、10℃的条件下,该冷管在上海地区典型夏季气候中的制冷量与COP在一个循环周期(24 h)分别为524 kJ和0.414。     

Unsteady-State Laminar Heat Transfer in a Rotating Disk: Self- Similar Solution

Unsteady-state laminar convective heat transfer is investigated under conditions of air cooling of a rotating isothermal disk. Group analysis is used to reduce the Navier-Stokes and energy equations to a self-similar form which makes possible their exact solution. Calculations reveal that the Nusselt number in the initial stage of cooling significantly decreases in time; in the second stage of cooling, this number has the same value as that for steady-state conditions. The results of this study may be used to optimize the unsteady-state procedures of experimental determination of the heat-transfer coefficient.