Процес керування добротністю термоелектричних пристроїв

Процес керування добротністю термоелектричних пристроїв на основі поздовжніх та поперечних ефектів, який відрізняється тим, що до термоелементів прикладають акустичні хвилі, частота яких змінюється в інтервалі: f,=k(f r ±Af), причому резонансна частота коливань fr визначається виразом: Корисна модель відноситься до термоелектрики і може бути застосована для керування величиною добротності різних пристроїв і приладів, які застосовуються в багатьох галузях науки і техніки. В даний час певне розповсюдження знайшли методи взаємного перетворення теплової та електричної енергії, що засновані на відомих поздовжніх і поперечних ефектах Зеєбека, Пельтьє та Томсона. Термоелементи і батареї, застосовані в цих пристроях, виготовляються з різноманітних термоелектричних матеріалів, добротність яких керується легуванням різними домішками та ступенем структурної досконалості і є статичною величиною, що не змінюється в процесі експлуатації приладу [1]. Це веде до зменшення їх практичних можливостей. Із відомих аналогів найбільш близьким за технічною суттю є процес керування термоелектричної добротності за допомогою дії статичної деформації [2]. Його застосування дозволяє змінювати термоелектричну добротність приладів, але при цьому її величина характеризується нестабільністю в часі внаслідок дії термопружних напруг майже граничних значень, особливо при великих градієн а керуюча частота Af вибирається в інтервалі: Af = (0-0,25)V(2jtir1 де: І - довжина термоелемента або гілок р- та птипів провідності в напрямку розповсюдження теплових потоків; V - швидкість розповсюдження хвиль у матеріалах, що застосовуються; k - ціле число, що визначає номер гармоніки, кратної резонансній частоті f r , що змінюється від 1 доп; Af - керуюча частота. тах температур, що також не вирішує існуючої проблеми. Тому актуальним є завдання створення процесу керування величиною добротності термоелектричних приладів і пристроїв, який характеризується стабільністю своїх показників у часі. Вказане завдання вирішується тим, що в процесі експлуатації' пристроїв на основі поздовжніх та поперечних термоелектричних ефектів величина їх добротності Z керується зміною частоти примусових коливань f, акустичних хвиль f,=k(f r ±Af) (1) причому резонансна частота коливань fr визначається виразом fr = V(27tir1 (2) а керуюча частота Af вибирається в інтервалі Af = (0-0,25)V(2nl)"1 (3) де І - довжина термоелемента або гілок р- та п-типів провідності в напрямку розповсюдження теплових потоків; V - швидкість розповсюдження хвиль у матеріалах, що застосовуються; CM о со О) О) 9302 к- ціле число, яке визначає номер гармоніки, кратної резонансній частоті f r , що змінюється від 1 доп, Af - керуюча частота Наведена ПОСЛІДОВНІСТЬ процесу, який запропоновано, шляхом зміни частоти коливань f: акустичних хвиль веде до можливості підвищення або зменшення величини добротності термоелектричних приладів і пристроїв безпосередньо під час їх експлуатації ВІДПОВІДНІСТЬ критерію "новизна" запропонованому процесу забезпечує та обставина, що в існуючому на момент подання заявки рівні техніки відсутні об'єкти, які співпадають по сукупності ознак, що заявляються У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення для термоелектричного перетворення енергії, яке полягає в тому, що при експлуатації пристроїв на основі поздовжніх та поперечних ефектів величина їх добротності Z керується зміною частоти примусових коливань f, = k(f r ±Af), причому резонансна частота коливань fr визначається виразом fr = V(2TCI)~1 , а керуюча частота Af ВИбираЄТЬСЯ В інтервалі Af = (0 - 0,25)V(2jtl)~1 Тому ознака, яка не міститься ні в одному з аналогів - при експлуатації пристроїв на основі поздовжніх та поперечних ефектів величина їх добротності Z керується зміною частоти примусових коливань f,=k(f r ±Af), причому резонансна частота коливань fr визначається виразом fr = V(2itl)~1, а керуюча частота Af вибирається в інтервалі Af = (0-0 25)V(27tir1- забезпечує заявленому процесу необхідний "винахідницький рівень" Промислове застосування корисної моделі не вимагає спеціальних технологій, матеріалів та прийомів Його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку Запропонований процес керування добротністю термоелектричних приладів і пристроїв на основі поздовжніх та поперечних ефектів здійснюється наступним чином Як відомо, добротність Z m термопар з р- та п-плок, у випадку стр = а п = а, Хр = Хп = X ' Ір = l n = I Z Sp однакових геометричних розмірах = s n = s визначається =(