半導體制冷系統(tǒng)熱力學分析及其在原漿鮮啤酒保鮮裝置中的應用研究.pdf

1、隨著人類認識的進步，特別是對于環(huán)境保護認識的進步，保護環(huán)境也成為目前科學技術發(fā)展所需要關注的熱點之一，科學的發(fā)展就需要與環(huán)境和諧共處，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在20世紀80年代，科學家確認了氯氟烴(CFCs)是引起臭氧層破壞和溫室效應的危害物質，世界各國就開始逐步禁止其使用。傳統(tǒng)的制冷技術面臨必須尋找新的制冷工質的挑戰(zhàn)，而半導體熱電材料的發(fā)展，推動了半導體制冷技術在實際工程域中的應用，特別是民用領域中的應用。本文就是在這個大背景下，設計了一

2、種新型的熱電制冷原漿鮮啤酒保鮮裝置，并對該裝置進行了實驗研究。
　　本文首先概述了熱電理論發(fā)展歷程，以及目前國內外熱電材料、熱電制冷技術、熱管和熱管散熱器的發(fā)展現(xiàn)狀;然后，對熱電系統(tǒng)的理想制冷循環(huán)和熱管散熱器的傳熱特性進行了分析，并且對實際制冷系統(tǒng)的熱力模型進行了無量綱化，分析了無量綱電流、無量綱優(yōu)值系數(shù)、冷熱端無量綱熱阻以及冷熱端熱媒溫度比值等參數(shù)變化對制冷性能的影響;最后，建立了基于熱電制冷系統(tǒng)的原漿鮮啤酒保鮮裝置，并對其進行

3、了實驗研究，研究了半導體制冷片的輸入電流、熱端散熱環(huán)境溫度、冷端液體流速、熱管散熱對流方式以及導熱硅脂的應用這幾個具體的物理因素對原漿啤酒保鮮裝置制冷性能的影響。全文得到了以下結論:
　　(1)在理想條件下對熱電系統(tǒng)進行熱力學分析，可知系統(tǒng)的工作電流、冷熱端溫差、優(yōu)值系數(shù)對系統(tǒng)的制冷量和制冷效率都有顯著的影響。
　　(2)對實際熱電制冷系統(tǒng)進行無量綱熱力學分析，可知熱電制冷器存在著最佳的工作電流區(qū)域，系統(tǒng)在該電流區(qū)域中運行，

4、可得到較好的制冷效果;熱端散熱器環(huán)境溫度對制冷性能的影響較大，改善熱端的散熱環(huán)境和散熱方式可較大幅度提高系統(tǒng)的制冷性能。
　　(3)對熱電制冷系統(tǒng)的原漿鮮啤酒保鮮裝置進行實驗，可知保鮮裝置熱端的熱管散熱器采用自然對流時，制冷效果會惡化，無法滿足保鮮要求，而熱管翅片采用強迫對流冷卻情況下，環(huán)境溫度控制在合理范圍，工作電流在6～7A之間，保鮮裝置的制冷效果較好，啤酒桶內液體的溫度可維持在3～5℃，滿足保鮮要求。
　　(4)在制冷