ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНІ МОДУЛІ З КОМПЕНСОВАНИМИ КОМУТАЦІЙНИМИ ПЛАСТИНАМИ ДЛЯ ПРИСТРОЇВ СУДНОВОЇ ЕНЕРГЕТИКИ

Автор(и)

  • С.В. Тараненко
  • О.С. Кириченко
  • С.В. Пріступа
  • С.М. Голубєва
  • О.В. Пастух

Ключові слова:

термоелектричні модулі, термоелектричні елементи, компенсовані комутаційні пластини, термічні напруження, пристрої, суднова енергетика, водний транспорт

Анотація

У статті проаналізовано термоелектричні модулі з компенсованими комутаційними пластинами для пристроїв суднової енергетики. Дослідження пов’язане з актуальними питаннями усунення або зменшення до прийнятних меж термічних напружень в термоелектричних модулях. Термічні напруження виникають в них через наявні температурні розширення та стискання електротехнічних матеріалів, що є наслідком одночасного нагріву та охолодження в напівпровідниках. На базі п’яти створених моделей термоелектричних елементів шляхом їх з’єднання в «П-подібну змійку» сформовано п’ять моделей відповідних термоелектричних модулів. Один модуль мав класичну конструкцію, а чотири інших мали в своєму складі компенсовані контактні комутаційні пластини. Кожен з цих термоелектричних модулів складався з 39 напівпровідникових термопар, містив 20 напівпровідників P-типу і 20 напівпровідників N-типу. Верхні (гарячі) контактні комутаційні пластини у кількості 20 шт. представляли собою компенсовані комутаційні пластини у формі пластин-ресор, термоелектричний модуль з класичною конструкцією не містив компенсаційних елементів (компенсаторів). Габаритні розміри п’яти термоелектричних модулів, що підлягали аналізу, були наступними: одна класична конструкція та три конструкції з компенсаторами 50×59×6 мм, одна конструкція зі збільшеною товщиною компенсатора 52×62×7 мм. За результатами розрахунку отримано розподіл основних робочих параметрів по об’єму термоелектричних елементів. Побудовано та проаналізовано робочі характеристики термоелектричних модулів при зміні сили струму від 0 до 5 А для густини струму, напруги, напруженості електричного поля, різниці температур між гарячими і холодними контактними комутаційними пластинами, густини теплового потоку, резистивного нагріву, еквівалентного стресу і величини деформацій. Показано переваги застосування чисельних методів розрахунку для вирішенні польових задач суднової електроенергетики.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-26

Номер

Розділ

Судноводіння та енергетика суден