第二讲温差电基本理论

《第二讲温差电基本理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、温差电技术讲座第二讲：温差电基本理论张建中2010.08传热学基础温差电效应温差发电温差电致冷热电输运理论温度温度是用于度量物体的“冷热程度”。它是分子平均动能的标志。摄氏温标:单位是摄氏度，符号为℃。绝对温度（即开氏温度）:单位名称是开尔文，单位符号为K。它把-273.15℃叫做绝对零度。设t为摄氏温度，绝对温度为T，则有T=(t+273)(K)T=(T-273)(℃)0K是什么意思？温度和热量当温度高的物体A和温度低的物体B接触时，通常A的温度要下降，B的温度要上升。此时，热由A传到B。热是能量的传递方式。物体在

2、热传递过程中吸收或放出的热的多少叫做热量，用符号Q表示。热量的单位可以使用焦耳。单位时间内传递的热量称为热功率。它的单位为瓦。温度仅反映分子平均动能的大小，它表示物体的冷热程度.热量表示物体内能改变的多少.对同一物体，一定物态时，它的温度变化越大，他的内能变化也越大，也就是物体吸收或放出的热量越多。热平衡方程热交换时，温度高的物体要放热，放热后温度会降低；温度低的物体要吸热，吸热后温度要升高。直到这两个或多个物体的温度相同为止。在这样的过程中，如果没有和另外的其他物体进行热交换，则高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量，

3、用公式表示为Q=Q热平衡方程放吸热平衡方程就是能量守恒定律在热传递过程中的具体应用。传导热传递有三种不同的方式，即传导、对流和辐射。传导是由物体内部的温度梯度引起的。传导是不透明固体中唯一热传递方式。传导的机理：固体传导是由于相邻分子发生的碰撞和自由电子的迁移所引起的能量传递；气体传导是由连续不规则运动的气体分子相互碰撞所引起的。考虑一根除左右两端外周围为理想热绝缘的固体棒。两端面温度各为Th和Tc，且Th大于Tc。实验表明，如果棒的状态不随时间而改变，棒内又没有热源，则从左端面到右端面有一个净传热功率。这就是所说的热传导，而

4、且净传热功率的方向由高温端指向低温端。QThTc稳定状态下（即棒内任何一点的温度或其它参量均不随时间而变），单位时间内通过给定面积的热量Q与垂直热流的横截面积A成正比，与温差T-T（K或℃）成hc正比。比例常数κ称为物质的热导率（也称为导热系数），其单位为W/(m.℃)。傅里叶导热定律：QA(TT)/Lhc热路和电路TTUQhcIRRtL热阻RtA单位：℃/W与电学中的欧姆定律I=U/R相似。热量Q对应于电流I，温差T=Th-Tc对应于电位差U，热阻Rt对应于电阻。所以，导热问题可以利用电阻串、并联的理论进行计

5、算。对流依靠液体或气体本身的流动而实现的热传递过程叫做对流或对流换热。对流换热通常是流体与固体表面之间的传热。就固体表面与贴近表面的流体薄层而言，传热机理仍是热传导。当然，流动特征（流速、流向等）和流体物性（热导率、粘度、密度等）都会影响对流换热。自然对流强迫对流举例说明自然对流和强迫对流.辐射既不依靠气体或液体的对流，又不依靠传导，而是借助于不同波长的电磁波包括光波，直接向空间传递热的方式称为辐射。44QA(TT)1112辐射换热，200oC以下，可以不考虑。热辐射，不同于传导和对流，它是不接触的传热方式。它不

6、依靠常规物质作中间传递介质，所以是高真空中唯一能够传递热量的方式。复杂换热概念把一般的热传递过程划分为传导、对流及辐射，这只是在研究方法上的区分。而实际上，这些现象常常同时发生，彼此之间是相互影响的。在实际考虑中，我们常常把几种基本现象共同作用的结果认为是由其中某一种主要现象所造成的，其他次要现象在某种程度上影响了主要现象，因此只要加以修正就行了。举例试举例说明温差电制冷组件工作时有什么传热过程发生。举例试举例说明温差电制冷系统工作时有什么传热过程发生。从传热学角度考虑，安装时应当注意什么问题？举例试举例说明半导体制冷冰

7、箱工作时有什么传热过程发生。从传热学角度考虑，安装时应当注意什么问题？温差电效应塞贝克效应珀尔帖效应汤姆逊效应热磁效应：爱廷豪森效应、能斯特效应塞贝克效应在两种不同的半导体（或导体）构成的开路电路中，如果两个接头具有不同的温度T和T，则在hc串入电路中的电压表上可测得电动势，这称为温差电动势。通常制造温差电装置的两种材料分别采用p型和n型半导体。我们用α、α分别表示p型和n型半导体pn材料的绝对塞贝克系数，而用αpn表示其相对塞贝克系数。α与α、α的关系是pnpnα=α+

8、α

9、pnpn珀尔帖效应珀尔帖效应是一个和塞贝克

10、效应相反的现象。这个现象是这样的：当电流通过不同的导体构成的回路时，在接头处除了要放出焦耳热（即电阻产生的损耗）外，还将放出或吸收某一热量。这一热量成为珀尔帖热。温差发电原理温差发电将一个p型温差电元件和一个n型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来，在其冷端分别用电极连接，