Модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказов

<p><em>Рассмотрен конструктивный метод повышения показателей надежности (интенсивности отказов и вероятности безотказной работы) двухкаскадных термоэлектрических охлаждающих устройств в режиме минимума интенсивности отказов. В двухкаскадных охлаждающих устройствах существенно взаимное вл...

Full description

Bibliographic Details
Main Author:	Ю. И. Журавлев
Format:	Article
Language:	English
Published:	Odesa National University of Technology 2017-11-01
Series:	Holodilʹnaâ Tehnika i Tehnologiâ
Subjects:	Интенсивность отказов Термоэлементы Каскады Перепад температуры
Online Access:	http://journals.gsjp.eu/index.php/reftech/article/view/710

_version_	1811317016953356288
author	Ю. И. Журавлев
author_facet	Ю. И. Журавлев
author_sort	Ю. И. Журавлев
collection	DOAJ
description	<p><em>Рассмотрен конструктивный метод повышения показателей надежности (интенсивности отказов и вероятности безотказной работы) двухкаскадных термоэлектрических охлаждающих устройств в режиме минимума интенсивности отказов. В двухкаскадных охлаждающих устройствах существенно взаимное влияние каскадов, повышение перепада температур, поэтому требуется анализ связи показателей надежности с энергетическими</em><em> </em><em>показателями и конструктивными параметрами охладителя. Вероятность безотказной работы охладителя обусловлена, в первую очередь, термоэлектрическими элементами, поскольку их количество значительно, они включены последовательно, а результирующая вероятность безотказной работы определяется произведением вероятностей всех составляющих термоэлементов. Основным параметром термоэлектрического элемента является «геометрия» – отношение высоты термоэлемента к площади его поперечного сечения. </em><em>Целью исследований явилось повышение показателей надежности двухкаскадного термоэлектрического охлаждающего устройства за счет вариации геометрии термоэлементов и их распределений в каскадах в рабочем диапазоне перепадов температур функционирования охладителя в режиме минимума интенсивности отказов. Для достижения этой цели решены задачи: создание модели связи показателей надежности с конструктивными параметрами и энергетическими показателями охладителя; определение значений показателей надежности термоэлектрического охладителя при различных значениях геометрии термоэлементов, перепадов температур и тепловой нагрузки. </em><em>Разработана математическая модель двухкаскадного термоэлектрического охладителя, связывающая показатели надежности с энергетическими показателями и конструктивными параметрами термоэлементов в рабочем диапазоне температур функционирования изделия, обеспечивающая возможность проектирования термоэлектрических охладителей повышенной надежности. </em><em>Анализ результатов моделирования показал, что при заданном перепаде температур и тепловой нагрузке уменьшение отношения высоты термоэлемента к его поперечному сечению: увеличивается величина максимального рабочего тока в каскадах; уменьшается суммарное количество термоэлементов; уменьшается общее падение напряжения; уменьшается интенсивность отказов и увеличивается вероятность безотказной работы термоэлектрического охладителя. </em><em>С ростом температуры для различных значений геометрии термоэлементов и заданной тепловой нагрузке: уменьшаются холодильный коэффициент; увеличивается отношение количества термоэлементов в каскадах; увеличивается относительный перепад температуры в каскадах и рабочий ток; увеличивается интенсивность отказов. </em><em> Отношение количества термоэлементов в каскадах существенно зависит от перепада температуры с резким возрастанием при больших перепадах температур. Суммарное </em><em>количество термоэлементов в диапазоне умеренных перепадов температур изменяется незначительно, однако существенно зависит от геометрии ветвей термоэлементов. Зависимость относительной интенсивности отказов от перепада температур имеет явно выраженный нелинейный характер и возрастает в диапазоне высоких температурных перепадов. </em><em>Практическим результатом исследований явилось то, что для двухкаскадных охладителей с одинаковой геометрией ветвей термоэлементов в каскадах уменьшением отношения высоты термоэлемента к площади поперечного сечения можно в 2—10 раз уменьшить интенсивность отказов и повысить вероятность безотказной работы.</em></p>
first_indexed	2024-04-13T11:59:22Z
format	Article
id	doaj.art-a1b7a4d5525c4013b40ccc34423f2128
institution	Directory Open Access Journal
issn	0453-8307 2409-6792
language	English
last_indexed	2024-04-13T11:59:22Z
publishDate	2017-11-01
publisher	Odesa National University of Technology
record_format	Article
series	Holodilʹnaâ Tehnika i Tehnologiâ
spelling	doaj.art-a1b7a4d5525c4013b40ccc34423f21282022-12-22T02:47:49ZengOdesa National University of TechnologyHolodilʹnaâ Tehnika i Tehnologiâ0453-83072409-67922017-11-0153410.15673/ret.v53i4.710619Модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказовЮ. И. Журавлев0Национальный университет «Одесская морская академия», ул. Дидрихсона, 8, Одесса, 65029<p><em>Рассмотрен конструктивный метод повышения показателей надежности (интенсивности отказов и вероятности безотказной работы) двухкаскадных термоэлектрических охлаждающих устройств в режиме минимума интенсивности отказов. В двухкаскадных охлаждающих устройствах существенно взаимное влияние каскадов, повышение перепада температур, поэтому требуется анализ связи показателей надежности с энергетическими</em><em> </em><em>показателями и конструктивными параметрами охладителя. Вероятность безотказной работы охладителя обусловлена, в первую очередь, термоэлектрическими элементами, поскольку их количество значительно, они включены последовательно, а результирующая вероятность безотказной работы определяется произведением вероятностей всех составляющих термоэлементов. Основным параметром термоэлектрического элемента является «геометрия» – отношение высоты термоэлемента к площади его поперечного сечения. </em><em>Целью исследований явилось повышение показателей надежности двухкаскадного термоэлектрического охлаждающего устройства за счет вариации геометрии термоэлементов и их распределений в каскадах в рабочем диапазоне перепадов температур функционирования охладителя в режиме минимума интенсивности отказов. Для достижения этой цели решены задачи: создание модели связи показателей надежности с конструктивными параметрами и энергетическими показателями охладителя; определение значений показателей надежности термоэлектрического охладителя при различных значениях геометрии термоэлементов, перепадов температур и тепловой нагрузки. </em><em>Разработана математическая модель двухкаскадного термоэлектрического охладителя, связывающая показатели надежности с энергетическими показателями и конструктивными параметрами термоэлементов в рабочем диапазоне температур функционирования изделия, обеспечивающая возможность проектирования термоэлектрических охладителей повышенной надежности. </em><em>Анализ результатов моделирования показал, что при заданном перепаде температур и тепловой нагрузке уменьшение отношения высоты термоэлемента к его поперечному сечению: увеличивается величина максимального рабочего тока в каскадах; уменьшается суммарное количество термоэлементов; уменьшается общее падение напряжения; уменьшается интенсивность отказов и увеличивается вероятность безотказной работы термоэлектрического охладителя. </em><em>С ростом температуры для различных значений геометрии термоэлементов и заданной тепловой нагрузке: уменьшаются холодильный коэффициент; увеличивается отношение количества термоэлементов в каскадах; увеличивается относительный перепад температуры в каскадах и рабочий ток; увеличивается интенсивность отказов. </em><em> Отношение количества термоэлементов в каскадах существенно зависит от перепада температуры с резким возрастанием при больших перепадах температур. Суммарное </em><em>количество термоэлементов в диапазоне умеренных перепадов температур изменяется незначительно, однако существенно зависит от геометрии ветвей термоэлементов. Зависимость относительной интенсивности отказов от перепада температур имеет явно выраженный нелинейный характер и возрастает в диапазоне высоких температурных перепадов. </em><em>Практическим результатом исследований явилось то, что для двухкаскадных охладителей с одинаковой геометрией ветвей термоэлементов в каскадах уменьшением отношения высоты термоэлемента к площади поперечного сечения можно в 2—10 раз уменьшить интенсивность отказов и повысить вероятность безотказной работы.</em></p>http://journals.gsjp.eu/index.php/reftech/article/view/710Интенсивность отказовТермоэлементыКаскадыПерепад температуры
spellingShingle	Ю. И. Журавлев Модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказов Holodilʹnaâ Tehnika i Tehnologiâ Интенсивность отказов Термоэлементы Каскады Перепад температуры
title	Модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказов
title_full	Модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказов
title_fullStr	Модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказов
title_full_unstemmed	Модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказов
title_short	Модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказов
title_sort	модель взаимосвязи геометрии ветвей термоэлементов и показателей надежности при проектировании двухкаскадных охладителей в режиме минимума интенсивности отказов
topic	Интенсивность отказов Термоэлементы Каскады Перепад температуры
url	http://journals.gsjp.eu/index.php/reftech/article/view/710
work_keys_str_mv	AT ûižuravlev modelʹvzaimosvâzigeometriivetvejtermoélementovipokazatelejnadežnostipriproektirovaniidvuhkaskadnyhohladitelejvrežimeminimumaintensivnostiotkazov

Similar Items