Расчет технологии повышения надежности термоэлектрических модулей на основе элементов Пельтье
Состав работы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимые программы
Работа представляет собой rar архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
- Microsoft Word
Описание
Содержание
Введение……………………………………………………………………………..….5
1. Обзор литературы…………………………………………………………………...7
1.1 Эффект Пельтье в полупроводниках…………………………………….7
1.2 Термоэлектрические модули на основе элементов Пельтье……….…12
1.2.1 Принцип работы термоэлектрического модуля………………...….13
1.2.2 Устройство и условия эксплуатации термоэлектрических модулей.................................................................................................15
1.3 Технология получения термоэлектрических материалов на основе теллурида висмута………………………………………………….……17
1.3.1 Методы кристаллизации образцов теллурида висмута и его твердых растворов для физических исследований……………...…18
1.3.2 Технология промышленных термоэлектрических материалов на основе теллурида висмута……………………………………...……21
1.4 Особенности строения теллурида висмута……………………...……..24
1.4.1 Особенности структуры…………………………………………..….24
1.4.2 Особенности диффузионных процессов……………………………26
1.4.3 Концентрационные неоднородности……………………………..…27
2. Материалы и методика исследования………………………………………….…31
2.1 Исследуемые материалы………………………………………………..31
2.2 Растровая электронная микроскопия (РЭМ) и микрорентгеноспектральный анализ (МРСА)…………………………………...31
2.2.1 Растровая электронная микроскопия (РЭМ)…………………….....33
2.2.2 Микрорентгеноспектральный анализ (МРСА)…………………….38
2.3 Методика механических испытаний………………………………...…41
2.3.1 Особенности определения механических свойств анизотропных материалов………………………………………………………………….…..41
2.3.2 Методика испытания на растяжение………………………………..43
2.3.3 Методика испытания на сжатие…………………………………….48
3. Исследовательская часть………………………………………………………….50
3.1 Оценка напряжений в ветвях ТЭ….........................................................50
3.2 Исследование структуры материала и оценка ее дефектности………54
3.2.1 Материалы для структурных исследований………………………..54
3.2.2 Макро- и микроскопический анализ поверхности……………..….56
3.2.3 Результаты РЭМ и МРСА……………………………………….…..60
3.3 Результаты механических испытаний…………………………...……..63
3.3.1 Результаты испытаний на растяжение…………………………...…63
3.3.2 Результаты испытаний на сжатие………………………………..….69
3.3.3 Результаты испытаний на изгиб…………………………………….72
3.4 Разработка модели влияния границ зерен на механические и термоэлектрические свойства………………………………………………………..75
3.4.1 Влияние зернограничных зон на прочностные свойства (гипотеза)……………………………………………………………………………....75
3.4.2 Предлагаемая методика оценки дефектности……………………...78
3.4.3 Определение зависимости предела прочности от длины границ…81
3.4.4 Определение зависимости термоэлектрической добротности от длины границ………………………………………………………………...………..82
3.5 Разработка технологии раскроя пластин для изготовления ТЭМ……84
4. Конструкторская часть……………………………………………….……………85
4.1 Описание узлов и работы установки…………………………………...86
4.2 Технологический процесс на участке роста пластин…………...…….87
4.3 Определение расхода воды……………………………………………..90
5. Организационно-экономическая часть…………………………………………..92
5.1 Анализ целей и задач исследования…………………………………...92
5.2 Составление сметы затрат на внедрение усовершенствованного процесса……………………………………………………………………………….96
5.3 Применение результатов исследования……………………………….99
6. Промышленная экология и безопасность………………………………………101
6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов…………..101
6.2 Расчет искусственного освещения производственного помещения..108
6.3 Охрана окружающей среды…………………………………………...109
Общие выводы……………………………………………………………………….114
Список использованной литературы……………………………………………….116
В настоящее время весьма актуальной является задача повышения надежности работы термоэлектрических преобразователей, нашедших широкое применение в радиоэлектронике, электроэнергетике, холодильной технике. Термоэлектрические преобразователи могут работать как в режиме генераторов электроэнергии, преобразуя тепло электроэнергию, и как холодильники, трансформируя электроэнергию в холод.
Термоэлектрические преобразователи по техническим, эксплуатационным и экологическим характеристикам, а также по удельной стоимости преобразования энергии, за исключением эффективности преобразования энергии, превосходят существующие генераторы электроэнергии и охлаждающие приборы компрессорного типа. По этой причине термоэлектрические приборы нашли свою нишу только в тех областях техники, где максимальные значения мощности преобразования не превышают 500-1000 Вт, или там, где предъявляются высокие требования к долговечности, надежности и высокой стойкости приборов к внешним воздействиям, причем дальнейшее расширение областей применения термоэлектрических преобразователей связано с увеличением термоэлектрической добротности полупроводниковых материалов.
Данная работа выполнена совместно с кафедрой РЛ-6 по заказу НПО «Кристалл». Цель работы – обнаружить причины выхода ТЭМ из строя и дать рекомендации для повышения надежности их работы.
Основными задачами, решаемыми в данной работе, являются:
1. Анализ причин выхода из строя термоэлектрических модулей (ТЭМ), изучение и расчет возникающих при работе ТЭМ напряжений, исследование микроструктуры и механических свойств основного термоэлектрического материала – теллурида висмута.
2. Построение зависимости между особенностями структуры и основными эксплуатационными характеристиками материала – механическими свойствами и термоэлектрической добротностью.
3. Разработка методики оценки дефектности платины теллурида висмута, полученной методом направленной кристаллизации.
4. Разработка технологии раскроя пластин для изготовления ветвей термоэлектрического модуля.
Введение……………………………………………………………………………..….5
1. Обзор литературы…………………………………………………………………...7
1.1 Эффект Пельтье в полупроводниках…………………………………….7
1.2 Термоэлектрические модули на основе элементов Пельтье……….…12
1.2.1 Принцип работы термоэлектрического модуля………………...….13
1.2.2 Устройство и условия эксплуатации термоэлектрических модулей.................................................................................................15
1.3 Технология получения термоэлектрических материалов на основе теллурида висмута………………………………………………….……17
1.3.1 Методы кристаллизации образцов теллурида висмута и его твердых растворов для физических исследований……………...…18
1.3.2 Технология промышленных термоэлектрических материалов на основе теллурида висмута……………………………………...……21
1.4 Особенности строения теллурида висмута……………………...……..24
1.4.1 Особенности структуры…………………………………………..….24
1.4.2 Особенности диффузионных процессов……………………………26
1.4.3 Концентрационные неоднородности……………………………..…27
2. Материалы и методика исследования………………………………………….…31
2.1 Исследуемые материалы………………………………………………..31
2.2 Растровая электронная микроскопия (РЭМ) и микрорентгеноспектральный анализ (МРСА)…………………………………...31
2.2.1 Растровая электронная микроскопия (РЭМ)…………………….....33
2.2.2 Микрорентгеноспектральный анализ (МРСА)…………………….38
2.3 Методика механических испытаний………………………………...…41
2.3.1 Особенности определения механических свойств анизотропных материалов………………………………………………………………….…..41
2.3.2 Методика испытания на растяжение………………………………..43
2.3.3 Методика испытания на сжатие…………………………………….48
3. Исследовательская часть………………………………………………………….50
3.1 Оценка напряжений в ветвях ТЭ….........................................................50
3.2 Исследование структуры материала и оценка ее дефектности………54
3.2.1 Материалы для структурных исследований………………………..54
3.2.2 Макро- и микроскопический анализ поверхности……………..….56
3.2.3 Результаты РЭМ и МРСА……………………………………….…..60
3.3 Результаты механических испытаний…………………………...……..63
3.3.1 Результаты испытаний на растяжение…………………………...…63
3.3.2 Результаты испытаний на сжатие………………………………..….69
3.3.3 Результаты испытаний на изгиб…………………………………….72
3.4 Разработка модели влияния границ зерен на механические и термоэлектрические свойства………………………………………………………..75
3.4.1 Влияние зернограничных зон на прочностные свойства (гипотеза)……………………………………………………………………………....75
3.4.2 Предлагаемая методика оценки дефектности……………………...78
3.4.3 Определение зависимости предела прочности от длины границ…81
3.4.4 Определение зависимости термоэлектрической добротности от длины границ………………………………………………………………...………..82
3.5 Разработка технологии раскроя пластин для изготовления ТЭМ……84
4. Конструкторская часть……………………………………………….……………85
4.1 Описание узлов и работы установки…………………………………...86
4.2 Технологический процесс на участке роста пластин…………...…….87
4.3 Определение расхода воды……………………………………………..90
5. Организационно-экономическая часть…………………………………………..92
5.1 Анализ целей и задач исследования…………………………………...92
5.2 Составление сметы затрат на внедрение усовершенствованного процесса……………………………………………………………………………….96
5.3 Применение результатов исследования……………………………….99
6. Промышленная экология и безопасность………………………………………101
6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов…………..101
6.2 Расчет искусственного освещения производственного помещения..108
6.3 Охрана окружающей среды…………………………………………...109
Общие выводы……………………………………………………………………….114
Список использованной литературы……………………………………………….116
В настоящее время весьма актуальной является задача повышения надежности работы термоэлектрических преобразователей, нашедших широкое применение в радиоэлектронике, электроэнергетике, холодильной технике. Термоэлектрические преобразователи могут работать как в режиме генераторов электроэнергии, преобразуя тепло электроэнергию, и как холодильники, трансформируя электроэнергию в холод.
Термоэлектрические преобразователи по техническим, эксплуатационным и экологическим характеристикам, а также по удельной стоимости преобразования энергии, за исключением эффективности преобразования энергии, превосходят существующие генераторы электроэнергии и охлаждающие приборы компрессорного типа. По этой причине термоэлектрические приборы нашли свою нишу только в тех областях техники, где максимальные значения мощности преобразования не превышают 500-1000 Вт, или там, где предъявляются высокие требования к долговечности, надежности и высокой стойкости приборов к внешним воздействиям, причем дальнейшее расширение областей применения термоэлектрических преобразователей связано с увеличением термоэлектрической добротности полупроводниковых материалов.
Данная работа выполнена совместно с кафедрой РЛ-6 по заказу НПО «Кристалл». Цель работы – обнаружить причины выхода ТЭМ из строя и дать рекомендации для повышения надежности их работы.
Основными задачами, решаемыми в данной работе, являются:
1. Анализ причин выхода из строя термоэлектрических модулей (ТЭМ), изучение и расчет возникающих при работе ТЭМ напряжений, исследование микроструктуры и механических свойств основного термоэлектрического материала – теллурида висмута.
2. Построение зависимости между особенностями структуры и основными эксплуатационными характеристиками материала – механическими свойствами и термоэлектрической добротностью.
3. Разработка методики оценки дефектности платины теллурида висмута, полученной методом направленной кристаллизации.
4. Разработка технологии раскроя пластин для изготовления ветвей термоэлектрического модуля.
Другие работы
Возможности коррекции межличностных отношений в семьях детей с задержкой развития речи средствами игротерапии
Elfa254
: 19 октября 2013
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Возможности коррекции межличностных отношений в семьях детей с задержкой развития речи средствами игротерапии
1.1 Концептуальный аппарат психологии семейных отношений
1.1.1 Функции семьи
1.1.2 Границы семьи
1.1.3 Структура семьи
1.1.4 Динамика семьи
1.1.5 Распределение ролей в семье
1.1.6 Жизненный цикл семьи
1.1.7 Понятие межличностных (межперсональных) отношений
1.2 Типы родительского отношения воспитывающего ребёнка с отклонениями в состоянии здоровья
1.2.1 Три эл
Основы теории массового обслуживания. Вариант 01
Денис107
: 22 января 2019
Задача №1
Поток сообщений интенсивностью, разбивается на четыре подпотока (вероятности указаны на рисунке):
Для СМО типа M/M/1 со следующими параметрами: интенсивность поступления требований , среднее время обслуживания определить:
1.Среднее число требований в СМО.
2.Среднее время пребывания требования в СМО.
3.Среднюю длину очереди.
4.Среднее время ожидания обслуживания.
5.Вероятность того, то в СМО нет требований.
Задача №3
Имеем СМО M/M/1 с параметрами . С вероятностью 0.3 систему покидае
350 руб.
Разработка энергосберегающей системы для ходовой части одноковшового фронтального погрузчика ТО-28 с целью снижения расхода топлива
garik-19
: 7 сентября 2009
Содержание
Введение
1 Основные сведения о фронтальных погрузчиках и тенденции их развития
1.1 Определение, назначение и классификация
1.2 Рабочее оборудование погрузчиков
1.3 Схемы работ одноковшовых погрузчиков
1.4 Тенденции развития современных фронтальных погрузчиков
2 Расчет и модернизация фронтального погрузчика ТО-28
2.1 Устройство и техническая характеристика фронтального погрузчика ТО-28
2.2 Расчет основных параметров фронтального
погрузчика ТО-28
2.3 Определение параметров рабочего о
80 руб.
Гидромеханика в примерах и задачах УГГУ 2006 Задача 2.4.13
Z24
: 26 сентября 2025
Определить давление р в правой части гидроцилиндра диаметром D=200 мм, заполненного маслом “Индустриальное 20”. Сила, действующая на шток d=50 мм при равновесном состоянии поршня, F=2,0 кН. Принять избыточное давление на поверхности масла р0=0,8 ат, напор масла на уровне оси поршня Н=1,5 м, плотность масла ρмасл=890 кг/³ (рис. 2.26).
Ответ: р=29,56 кПа.
200 руб.