半导体制冷器优化设计的计算机仿真模拟分析

摘要

本文立足于半导体制冷优化设计的理论基础,建立稳态工况下的传热数学模型,充分考虑影响半导体制冷性能的各个因素,应用计算机仿真模拟技术,使用相应软件编制出可模拟不同工况下半导体制冷性能及推荐选型的应用程序,在此基础上,进行了半导体制冷器和制冷冰箱实际案例的设计,从而为实际应用半导体制冷提供参考。
　　 本文主要做了以下工作:
　　 1.编制了半导体制冷器的仿真模拟软件,可以根据不同的使用条件和要求选择不同型号的制冷堆和冷、热端散热器,并给出该种型号的特性说明以及所需散热器的数量和价格,推荐型号均经过经济性考量,可为实际使用提供一定参考。在提出半导体的优化组合方案后,可使用该软件对此做仿真模拟。
　　 2.理论设计中包括设计半导体制冷器的设计计算步骤,包括单级、两级、三级制冷堆的选型计算以及冷、热端散热器的选型计算,步骤详细,可为相似设计提供一定参考。
　　 3.分析比较了多级级间连接方式的不同特性,为实际选择符合要求的连接方式提供参考。
　　 4.实际案例中又分析比对了不同冷负荷条件下制冷器的制冷性能,得到了相应性能曲线,分析说明了不同冷负荷工况条件下制冷器性能变化趋势。给出不同温差下,半导体制冷堆随电流变化的最大制冷系数和最大制冷量的性能曲线图。
　　 5.给出半导体制冷冰箱的设计步骤,并有实际数据案例。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 半导体制冷技术发展的研究背景

1.2 国内外半导体制冷技术的研究现状与发展动态

1.3 计算机仿真模拟技术的发展

1.4 课题来源及研究内容

1.5 论文结构安排

第2章 半导体制冷的基本原理

2.1 热电效应

2.1.1 赛贝克效应

2.1.2 珀尔帖效应

2.1.3 汤姆孙效应

2.2 各热电效应间的相互关系

2.3 半导体制冷的基本原理

2.4 小结

第3章 半导体制冷器的优化设计计算

3.1 概述

3.2 半导体制冷堆的选型计算

3.2.1 基本公式及最佳工况

3.2.2 多级及级间连接方式

3.2.3 单级制冷堆选型计算

3.2.4 两级制冷堆选型计算

3.2.5 三级制冷堆选型计算

3.2.6 制冷堆推荐选型

3.3 冷热端散热器的计算及选型

3.3.1 冷端散热器选型计算

3.3.2 热端散热器选型计算

3.4 小结

第4章 半导体制冷器仿真模拟软件介绍及实际计算案例

4.1 半导体制冷空调系统设计案例

4.1.1 主要设计参数

4.1.2 输入界面

4.1.3 输出界面

4.1.4 不同工况下半导体制冷器的工作特性

4.2 半导体制冷冰箱设计案例

4.2.1 壳体设计

4.2.2 箱体冷负荷计算

4.2.3 制冷器设计计算

4.2.4 真空系统设计计算

4.2.5 装置的自动控制系统

4.3 小结

第5章 结论与展望

5.1 工作内容总结

5.2 展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果