Охлаждение с помощью барботирования

Барботаж – движение газовых пузырей в слое жидкости или движение капель жидкости в объеме пара.

Рисунок 113. Барботаж.

1) Испарение из жидкости паров в газовую среду сопровождается понижением температуры

2) Растворение газа в жидкость

3) Выделение растворенных в жидкость газов в газовую среду

Рассмотрим процесс понижения температуры при барботаже в адиабатных условиях.

Рисунок 114. t-d диаграмма.

Рисунок 115. Линия насыщенного пара.

Рисунок 116. Процесс барботажа.

Адиабатическое охлаждение воздуха – процесс вблизи фонтана.

Рисунок 117. Адиабатическое охлаждение воздуха вблизи фонтана.

Пример:

Процесс охлаждения с твердыми рабочими телами.

Термоэлектрический эффект Пельтье.

При подведении постоянного электрического тока к проводнику, состоящему из двух разных материалов, на одном спае происходит понижение температуры, на другом повышение.

Рисунок 118. Эффект Пельтье.

Теплота, которая может быть подведена к холодному концу спая определяется по следующей форме

, где – величины термоэдс на теплом конце и холодных спаях

Данная величина является теоретической. Реальная холодопроизводительность меньше на величину потерь ,где – Джоулева теплота, – теплопритоки от теплопроводности.

;

Рисунок 119. Зависимость перепада температур от тока.

1) С падением полезной холодопроизводительности увеличивается температурный перепад.

2) Величина силы тока имеет оптимальное значение, при котором достигается максимум перепада температур.

3) Величина силы тока для термоэлектрического элемента имеет достаточно большие значения, т.е. для работы термоэлектрического элемента требуется специальный источник постоянного тока.

Материалы – полупроводники: Bi(Висмут),Te(Теллур),Sb(Сурьма).

Основной недостаток – постоянный перепад температур между горячим и холодным спаем.

Для уменьшения тока и увеличения перепада температур используются многоступенчатые батареи термоэлемента. С помощью такого способа можно получить температуру порядка 180К. Холодильный коэффициент термоэлектрических холодильников крайне невелик – не более 15% для одноступенчатого холодильника.