脈沖電壓下熱電制冷器瞬態(tài)過(guò)冷特性的研究.pdf

1、隨著電子元器件體積縮小，功耗不斷增大，散熱問(wèn)題日益嚴(yán)峻，傳統(tǒng)的散熱技術(shù)已無(wú)法滿足電子器件發(fā)熱量日益增長(zhǎng)的要求。熱電制冷技術(shù)以其結(jié)構(gòu)尺寸小、無(wú)污染、制冷范圍廣、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。為了掌握熱電制冷器的制冷性能，本課題采用實(shí)驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方式對(duì)熱電制冷穩(wěn)態(tài)特性和瞬態(tài)過(guò)冷特性進(jìn)行了分析。研究結(jié)論為熱電制冷技術(shù)的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)熱電制冷器的基本特性進(jìn)行了分析，探討了湯姆遜效應(yīng)對(duì)制冷性能的影響。研

2、究結(jié)果表明：湯姆遜效應(yīng)在一定程度上可以有效的提高熱電制冷器的制冷量和COP。⑵在基本理論的基礎(chǔ)上采用實(shí)驗(yàn)方法研究了工作電壓、冷端負(fù)載和熱端的換熱強(qiáng)度等參數(shù)對(duì)熱電制冷性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熱電制冷器的制冷性能與工作電壓有著密切關(guān)系，對(duì)于不同的換熱系數(shù)和冷端負(fù)載均存在最佳工作電壓，使制冷性能達(dá)到最優(yōu)，風(fēng)冷散熱時(shí)最佳工作電壓為9V，水冷散熱時(shí)最佳工作電壓為12V。⑶通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討了脈沖電壓幅度、脈沖時(shí)間和冷端負(fù)載等因素對(duì)瞬態(tài)過(guò)冷效應(yīng)的影響。

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)熱電模塊施加數(shù)倍于基準(zhǔn)電壓的脈沖電壓信號(hào)，會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)冷效應(yīng)；對(duì)于不同的基準(zhǔn)電壓存在最優(yōu)脈沖幅度和脈沖時(shí)間。另外，當(dāng)脈沖電壓周期性變化時(shí)，冷端溫度也在一定的范圍內(nèi)周期性波動(dòng)，脈沖周期越長(zhǎng)，周期性瞬態(tài)過(guò)冷效應(yīng)效果越好。⑷建立了熱電制冷瞬態(tài)變化模型，該模型考慮了湯姆遜效應(yīng)的影響。采用有限容積法對(duì)該模型進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，并分析了脈沖波形對(duì)瞬態(tài)過(guò)冷度的影響。研究表明方波波形的脈沖電壓的最小過(guò)冷時(shí)間最短，可以在脈沖初期獲得較好的瞬態(tài)過(guò)