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半导体制冷技术在小型恒温箱的应用研究

作　者: 梁斯麒
导　师: 张小英；周玲
学　校: 华南理工大学
专　业: 动力工程
关键词: 半导体制冷小型恒温箱制冷效果热端散热
分类号: TB657
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着人民群众的物质文化需求的不断提高,以及科学技术的不断进步,人民已经越来越依赖于空调,但是压缩式制冷空调技术的普遍应用,也带来了严重的环境问题,制约着空调的发展;特别是弗利昂系列制冷剂的应用,不断破坏的臭氧层也越来越发引起人们的重视。半导体制冷技术——一直不被民用工业重视的制冷技术在这样的背景下越来越受到人们的重视,而且经过几十年的发展,半导体技术也得到了长足的发展,其优点非常突出。本文就是基于这样的背景之下,从半导体技术的历史及其发展出发,收集了半导体制冷的研究和发展动态的相关资料,结合本人的工作经历,明确了研究内容、目标和意义。在此基础上,分析了半导体制冷的物理基础、及其特性和原理,梳理了半导体制冷性能的影响因素。然后,通过自身现有的条件,搭建了半导体制冷的小型恒温箱实验台,通过一系列的实验,获得了相关数据。经过对数据分析的基础上,得知将半导体制冷技术应用于小型恒温箱的可行性以及优缺点,和继续研究的方向。本文在参考了相关文献和分析实验数据后,基本上得到了影响半导体制冷效果的相关因数的第一手资料,同时为制作“小型冰箱”以及如何更好的控制冷量散失奠定了基础。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
第一章绪论  9-17
  1.1 研究背景  9-11
    1.1.1 工作背景  9-10
    1.1.2 半导体制冷技术背景知识  10-11
  1.2 半导体制冷技术的历史及其发展  11-13
  1.3 半导体制冷技术的研究和发展动态  13-15
  1.4 本课题的研究内容、目标和意义  15-16
  1.5 本章小结  16-17
第二章半导体制冷原理及分析  17-33
  2.1 半导体制冷的物理基础  17-22
    2.1.1 帕尔帖效应  17-18
    2.1.2 汤姆逊效应  18
    2.1.3 塞贝克效应  18-20
    2.1.4 傅立叶效应  20
    2.1.5 焦耳效应  20-21
    2.1.6 三种热电效应之间的关系  21-22
  2.2 半导体制冷最佳特性分析  22-28
    2.2.1 一般工况  22-25
    2.2.2 最大制冷量工况及最佳工作电流  25
    2.2.3 最大制冷系数工况及最佳工作电流  25-26
    2.2.4 最大温差工况  26-27
    2.2.5 半导体制冷工况设计  27-28
  2.3 半导体制冷热端散热方式  28-32
    2.3.1 自然对流散热  28-29
    2.3.2 强迫对流换热  29-30
    2.3.3 液体冷却散热  30-31
    2.3.4 相变散热  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章半导体制冷实验台的搭建  33-44
  3.1 小型恒温箱的设计  33-34
  3.2 小型恒温箱工作参数的确定  34-35
  3.3 半导体制冷芯片的选择  35-36
  3.4 冷热端散热系统的设计  36-39
  3.5 控制电路的设计  39-40
  3.6 箱体和半导体芯片的衔接  40-43
  3.7 本章小结  43-44
第四章半导体制冷热端散热实验及数据分析  44-61
  4.1 实验内容  44
  4.2 温度计的选择  44-45
  4.3 实验过程及结果分析  45-57
  4.4 数据分析  57-58
  4.5 实验误差  58-59
  4.6 本章小结  59-61
第五章制冷系统的性能分析  61-63
  5.1 半导体芯片系统性能的优化分析  61
  5.2 系统散热方式的优化研究  61-62
  5.3 本章小结  62-63
第六章结论  63-65
  6.1 工作总结  63
  6.2 未来研究方向  63-65
参考文献  65-68
致谢  68

半导体制冷技术在小型恒温箱的应用研究

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