Термоэлектрический охладитель
Принцип работы термоэлектрического холодильника, структурная схема и область применения устройства. Анализ смесей газов для установления их количественного и качественного состава. Приведение характеристик газовой смеси в соответствие с требованиями.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.02.2019 |
| Размер файла | 162,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ
Кокорев Д.К., Купреев Т.А.,
Римарев И.В., Амелин С.А.
Филиал ФГБОУВО
«Национальный исследовательский
университет « МЭИ»» в г. Смоленске
В работе изложен принцип работы термоэлектрического холодильника, его структурная схема и области применения такого устройства.
Ключевые слова: термоэлектрический, холодильник, система пробоподготовки.
THERMOELECTRIC COOLER. Kokorev D.K., Kupreev T.A., Rimarev I.V., Amelin S.A.
In this abstract is stated the principle of operation is described thermoelectric cooler, its block diagram and field of application of such a device.
Key words: thermoelectric, cooler, sample preparation system.
Развивающимся направлением в современном технологическом процессе является анализ смесей газов, для установления их количественного и качественного состава. Такой анализ называется газовым.
Приборы, которые производят подобный анализ, называют газоанализаторами. Они бывают двух видов - ручного действия и автоматические. Среди ручных газоанализаторов чаще всего применяются химические, действие которых основано на поглощении газовой смеси отдельными химическими компонентами анализатора. Роль газоанализаторов, связана, как правило, с обеспечением безопасной рабочей среды для персонала предприятий химической промышленности, нефтепереработки, коммунальных подземных коммуникаций и т.п. На самом же деле спектр действия этих приборов гораздо шире. Газоанализаторы можно встретить, например, в оранжереях, в пищевой отрасли и т.д. Несмотря на некоторый спад реального сектора в связи с экономическим кризисом, расширяются не только рыночные, но и технологические ниши применения газовых анализаторов.
В деятельности людей существует много процессов, при которых появление посторонних примесей в газах способно радикально снизить качество получаемого в результате продукта. В каких-то случаях даже остановить работу, а также, нанести вред здоровью человека и окружающей среде. Примеси бывают разными и, один из примеров, это механические частицы, содержащихся в сжатом воздухе или добываемом природном газе. Попадая в различные рабочие механизмы (например, газоперекачивающие агрегаты на транспортной магистрали, компрессоры и т.п.), они крайне быстро повышают их износ.
Однако, механические частицы - не единственная примесь, которая может повредить технологическим процессам. Высокую опасность представляет и обычная вода. Концентрация воды, а точнее, водяных паров, в случае, например, добычи природного газа, сильно зависит от природных и геологических условий на месторождении, но в том или ином объеме они присутствуют всегда.
Таким образом, появляется острая необходимость осушки газа, которая, является одним из направлений очистки газовых смесей. Мерой степени осушения газа является “точка росы”. Чем она ниже, тем, соответственно, лучше. В целом, точка росы должна быть не выше, чем минимальная температура окружающей среды, в которой газ будет проходить при транспортировке. Речь может идти о цифрах в -60°С и ниже. Если это требование не исполняется, значит, требуется дополнительная осушка.
Наиболее остро проблема осушки проявляется при использовании газоанализаторов. Осушка газов, как и его очистка, необходима для того, чтобы привести анализируемые пробы газов к условиям, приемлемым для использования в газоанализаторах. Для подобных целей используются так называемые системы пробподготовки, одним из элементов которых являются термоэлектрические холодильники (охладители).
Они предназначены для осушения необходимой газовой смеси методом охлаждения. Принцип работы термоэлектрического холодильника заключается в охлаждении газовой смеси при пропускании ее через камеру, охлаждаемую одной из сторон элемента Пельтье. При охлаждении смеси происходит выделение конденсата, который сливается через штуцер.
термоэлектрический холодильник газовый
Рисунок 1 - Элемент Пельтье
Единичным элементом модуля Пельтье является термопара, которая состоит из одного проводника (или ветки) p-типа и одного проводника n-типа. Сам термоэлектрический модуль Пельтье представляет собой совокупность этих термопар, которые, как правило, соединены между собой последовательно по току и параллельно по потоку тепла. Термопары помещаются между двух керамических пластин (Рисунок 1), а проводники (ветки) напаиваются на медные проводящие площадки, которые крепятся к специальной теплопроводящей керамике. При прохождении через термоэлектрический модуль постоянного тока, между его сторонами образуется перепад температур, т.е. одна сторона охлаждается (холодная), а другая нагревается (горячая).
Принцип работы термохолодильника частично поясняют структурная схема и схема пневматическая функциональная (рисунок 2 и рисунок 3 соответственно).
Функционально термохолодильник состоит из источника питания, датчика температуры, вентилятора, платы управления, термоохлаждающего устройства, перистальтического насоса (для удаления конденсата) и устройства индикации.
Термохолодильник осуществляет осушение газовой смеси, проходящей через него, методом охлаждения. При включении термохолодильника по истечении времени прогрева обеспечивается снижение влажности газовой смеси до установленного значения.
Рисунок 2 - Структурная схема термохолодильника.
Рисунок 3 - Пневматическая функциональная схема термохолодильника
Рисунок 4 - Функциональная схема платы управления термоэлектрическим холодильником.
Таким образом, термохолодильник является одним из вариантов решения проблемы осушки газов. Он является элементом системы пробоподготовки, предназначенной для приведения характеристик газовой смеси в соответствие с требованиями к газовым смесям, подаваемым на газоанализаторы.
Литература
1. Физическая энциклопедия.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.- Т.5.- С.98-99, 125.
2. Иоффе А.Ф. Полупрводниковые термоэлементы.- М., 1960.
3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10. т. Т. VIII. Электродинамика сплошных сред. - 4-е изд., стереот.-м.: Физматлит, 200 т. - 656 с.
4. Баффингтон, М.Уилсон. Детекторы для газовой хроматографии. М.: Мир. 1993. 80 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Состав и марки технических сжиженных углеводородных газов, применяемых в газоснабжении. Свойства, достоинства и недостатки сжиженных газов, их хранение и использование. Одоризация смеси газов и жидкостей. Диаграммы состояния СУГ. Пересчёт состава смесей.
реферат [201,1 K], добавлен 11.07.2015Особенности и алгоритм определения теплоемкости газовой смеси (воздуха) методом калориметра при постоянном давлении. Процесс определения показателя адиабаты газовой смеси. Основные этапы проведения работы, оборудование и основные расчетные формулы.
лабораторная работа [315,4 K], добавлен 24.12.2012Принцип работы и возможности современных термогенераторов. Физические процессы, которые можно использовать для создания эффективного автомобильного термоэлектрического генератора, упрощающего обслуживание автомобиля и уменьшающего расход топлива.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 08.09.2012История развития брэнда "Бирюса". Устройство холодильника, анализ электрической схемы. Технические характеристики компрессора. Наружная и внутренняя подвески (для устранения вибраций шкафа). Датчик-реле температуры. Принцип работы пускозащитного реле.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 22.06.2010Выбор оптимального варианта структурной схемы вызывного устройства, используемого в составе зарядного устройства аккумуляторов. Определение объема трансформатора и реактора. Расчет характеристик инвертора и выбор компонентов его принципиальной схемы.
контрольная работа [346,7 K], добавлен 07.07.2013Анализ качественного и количественного состава поверхности. Первичный и вторичный фотоэффекты, структура спектров. Компенсация статической зарядки исследуемой поверхности. Принципы работы сканирующих зондовых микроскопов. Формирование СЗМ изображений.
учебное пособие [4,5 M], добавлен 14.03.2011Параметры рабочего тела. Количество горючей смеси для карбюраторного двигателя. Индикаторные параметры рабочего цикла. Расчет внешних скоростных характеристик двигателей. Силы давления газов. Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма.
курсовая работа [375,9 K], добавлен 07.07.2015Определение политропного процесса. Способы определения показателя политропы. Вычисление теплоемкости и количества теплоты процесса. Расчет термодинамических свойств смеси, удельных характеристик процесса. Проверка расчётов по первому закону термодинамики.
контрольная работа [170,2 K], добавлен 16.01.2013Химический состав и формирование химического состава газов в газовых и нефтяных залежах. Классификация газов: по условиям нахождения в природе, по генезису газов, по химическому составу, по их ценности. Методы определения состава природных газов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 30.10.2011Расчёт газовой турбины на переменные режимы (на основе расчёта проекта проточной части и основных характеристик на номинальном режиме работы газовой турбины). Методика расчёта переменных режимов. Количественный способ регулирования мощности турбины.
курсовая работа [453,0 K], добавлен 11.11.2014Понятие термоэлектрического эффекта; технические термопары, их типы. Характеристика и конструкция ТЭП, исполнение, назначение, условия эксплуатации, недостатки. Измерение температуры, пределы допускаемых отклонений термоЭДС от номинального значения.
контрольная работа [138,8 K], добавлен 30.01.2013Методики, используемые при измерении температур пламени: контактные - с помощью термоэлектрического термометра, и бесконтактные - оптические. Установка для измерения. Перспективы применения бесконтактных оптических методов измерения температуры пламени.
курсовая работа [224,1 K], добавлен 24.03.2008Расчёт переменных режимов газовой турбины на основе проекта проточной части и основных характеристик на номинальном режиме работы турбины. Принципиальная тепловая схема ГТУ с регенерацией. Методика расчёта переменных режимов, построение графиков.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.06.2013Ознакомление с историей создания генераторов электромагнитного излучения. Описание электрической схемы и изучение принципов работы полупроводникового лазера. Рассмотрение способов применения лазера для воздействия на вещество и для передачи информации.
курсовая работа [708,7 K], добавлен 08.05.2014Рассмотрение классификации (чугунный, стальной), основных повреждений, причин расслоения пароводяной смеси в экономайзере. Ознакомление с требованиями в конструкции, возможностями, параметрами и сроками безопасной эксплуатации теплообменных аппаратов.
реферат [1,1 M], добавлен 18.04.2010Немецкий физик Томас Иоганн Зеебек - первооткрыватель явления термоэлектричества. Открытие термоэлектрического эффекта Зеебека как результат опыта Эрстеда по воздействию постоянного электрического тока на магнитную стрелку с изменением источника тока.
реферат [244,9 K], добавлен 26.06.2013Краткая характеристика подогревателя турбины К-1000–60/3000, ее структура и основные элементы, принцип работы и назначение. Схема движения сред. Определение тепловых нагрузок в ОП, СП, ОК. Тепловой расчёт собственно подогревателя и охладителя конденсата.
курсовая работа [159,8 K], добавлен 02.07.2011Термодинамика - учение об энергии и фундаментальная общеинженерная наука. Термодинамическая система и параметры ее состояния: внутренняя энергия, энтальпия. Закон сохранения энергии. Смеси идеальных газов. Задачи по тематике для самостоятельного решения.
дипломная работа [59,9 K], добавлен 25.01.2009Признаки классификации электроприводов постоянного тока, их составляющие и область применения. Замкнутая автоматическая система – следящий привод. Электромеханические характеристики, функциональная и структурная схемы электропривода, его элементы и блоки.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 12.03.2012Принцип действия расходомеров, их внешний вид. Явление электромагнитной индукции. Структурная схема электромагнитного преобразователя индукционного расходомера. Принцип работы счетчика жидкости с овальными шестернями. Коммерческая модель вольтметра.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 04.04.2013
