и пищевых технологий
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Твердотельные методы охлаждения – технологии XXI века презентация
Содержание
- 1. Твердотельные методы охлаждения – технологии XXI века
- 2. Компрессионные машины Экологические проблемы: Глобальное потепление
- 3. Постановка задачи Нужны иные
- 4. Твердотельные методы охлаждения Термоэлектрическое – активно используется Электрокалорическое Магнитокалорическое
- 5. Термоэлектрическое охлаждение Термостабилизация в фото- и микроэлектронике
- 6. Пикник-боксы
- 8. Термостабилизация сиденья водителя Комфортное персональное охлаждение
- 9. Охладитель для фруктов Кроватка для кошки
- 10. Термоэлектрическое охлаждение Эффективность определяется добротностью ZT =
- 11. Новые термоэлектрические наноматериалы Нанотехнологии принципиально расширяют применения термоэлектрического охлаждения
- 13. Диэлектрические свойства сегнетоэлектриков Исследование ЭКЭ в
- 14. Электрокалорический холодильник 1 – сегнетоэлектрические пластины 2;
- 15. Термоэлектрические ключи Охлаждаемый объект Теплоприемник CЭ конденсатор ЭК охладитель с тепловыми ключами Пельтье
- 16. ЭК и эффективность охладителя
- 17. Для уменьшения электрических напряжений – тонкие пластины
- 18. ЭК эффект ∆Т=12К на пленках PbZr0.95Ti0.05O3 толщиной
- 19. ΔT = 40 K U
- 20. Магнитокалорический эффект Изменение температуры пара- или ферромагнетика
- 21. Максимальные значения магнитокалорического охлаждения
- 22. Проблемы: Сильные магнитные поля – габариты и
- 23. Магнитоэлектрические охладители Холодильник с вращающимся магнитным колесом
- 24. Преимущества твердотельного охлаждения Экологическая чистота Высокая плотность
- 25. Удобство и простота эксплуатации и отсутствие сервисного
- 26. Недостатки Высокая стоимость используемых материалов. Технологическая
- 27. Спасибо за внимание Развитие всех трех твердотельных методов охлаждения связано с нанотехнологиями
Компрессионные машины Экологические проблемы: Глобальное потепление Разрушение озонового слоя Проблема термостабилизации в фото- и микроэлектронике массогабариты, долговечность, надежность. Микроминиатюризация – отвод тепла до 1кВт/см2 (spot cooling).
Слайд 1Твердотельные
методы охлаждения –
технологии XXI века
Л.П. Булат
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных
Слайд 2Компрессионные машины
Экологические проблемы:
Глобальное потепление
Разрушение озонового слоя
Проблема термостабилизации в фото- и
микроэлектронике
массогабариты,
долговечность,
надежность.
Микроминиатюризация – отвод тепла до 1кВт/см2 (spot cooling).
массогабариты,
долговечность,
надежность.
Микроминиатюризация – отвод тепла до 1кВт/см2 (spot cooling).
Слайд 3Постановка задачи
Нужны иные принципы охлаждения
Альтернатива – твердотельное охлаждение.
Через
20 лет уже не будут использоваться компрессоры
Слайд 4Твердотельные методы охлаждения
Термоэлектрическое – активно используется
Электрокалорическое
Магнитокалорическое
Слайд 5Термоэлектрическое охлаждение
Термостабилизация в фото- и микроэлектронике
Для систем телекоммуникаций
(охлаждение лазеров)
Эффект Пельтье
Слайд 10Термоэлектрическое охлаждение
Эффективность определяется добротностью ZT = Tσα2/κ
С 1950 до 2000 ZT
выросло с 0.75 до 1.0
За последние годы ZT выросло в разы
За последние годы ZT выросло в разы
Слайд 11Новые термоэлектрические наноматериалы
Нанотехнологии принципиально расширяют применения термоэлектрического охлаждения
Слайд 12
E = 0
E > 0
p
p
S(E = 0) > S(E>0)
В адиабатических условиях (TdS = 0) полевое изменение энтропии сопровождается электрокалорическим нагревом или охлаждением диэлектрика
Электрокалорический эффект
Слайд 13Диэлектрические свойства
сегнетоэлектриков
Исследование ЭКЭ в сегнетоэлектриках:
A. И. Курчатов, П. Кобеко (1930
г.)
Б. Струков (1962 – 1966 г.г.)
E. Hegenbarth (1961 – 1969 г.г.)
A. Kikuchi, E. Sawaguchi (1963 –1966 г.г.)
W. Lawless (1970 – 1990 г.г.)
Б. Струков (1962 – 1966 г.г.)
E. Hegenbarth (1961 – 1969 г.г.)
A. Kikuchi, E. Sawaguchi (1963 –1966 г.г.)
W. Lawless (1970 – 1990 г.г.)
Слайд 14Электрокалорический холодильник
1 – сегнетоэлектрические пластины
2; 3 – одинаковые активные блоки
4 –
трубки для теплоносителя
5 – охлаждаемая камера
6 – теплообменники
7 – тепловой ключ
В.М.Бродянский и др.
1979-1995
5 – охлаждаемая камера
6 – теплообменники
7 – тепловой ключ
В.М.Бродянский и др.
1979-1995
Слайд 15
Термоэлектрические
ключи
Охлаждаемый объект
Теплоприемник
CЭ конденсатор
ЭК охладитель с тепловыми ключами Пельтье
Слайд 17Для уменьшения электрических напряжений – тонкие пластины и пленки 100мкм –
100нм
При сохранении гигантских напряженностей электрические напряжения остаются сравнительно небольшими.
При сохранении гигантских напряженностей электрические напряжения остаются сравнительно небольшими.
Слайд 18ЭК эффект ∆Т=12К на пленках PbZr0.95Ti0.05O3 толщиной 350 нм вблизи Tc=242°C
∆Т=5К
при напряжении 25В на пленках толщиной 260нм из
0.9PbMg1/3Nb2/3O3–0.1PbTiO3 вблизи Tc= 60°C.
Mischenko A. S., Zhang Q., Scott J. F., Whatmore R. W., Mathur N. D. Science, 3 March 2006.
Mischenko A. S., Zhang Q., Scott J. F., Whatmore R. W., Mathur N. D. Appl. Phys. Lett. 2006.
Scott J. F. Science, 16 February 2007
0.9PbMg1/3Nb2/3O3–0.1PbTiO3 вблизи Tc= 60°C.
Mischenko A. S., Zhang Q., Scott J. F., Whatmore R. W., Mathur N. D. Science, 3 March 2006.
Mischenko A. S., Zhang Q., Scott J. F., Whatmore R. W., Mathur N. D. Appl. Phys. Lett. 2006.
Scott J. F. Science, 16 February 2007
Слайд 20Магнитокалорический эффект
Изменение температуры пара- или ферромагнетика при адиабатическом изменении напряженности магнитного
поля.
Физическая природа – переориентация доменов в магнитном поле.
Физическая природа – переориентация доменов в магнитном поле.
Слайд 22Проблемы:
Сильные магнитные поля – габариты и вес
Новые магнитные нанокомпозиты –
снижение магнитных полей
Прошли три международные конференции по магнитному охлаждению при комнатной температуре (2005; 2007; 2010).
Прошли три международные конференции по магнитному охлаждению при комнатной температуре (2005; 2007; 2010).
Слайд 23Магнитоэлектрические охладители
Холодильник с вращающимся магнитным колесом на основе МКЭ материалов
EuNi2(Si,Ge)2
Gd5(Si1.72Ge2.28)
MnFeP0.45As0.55
Слайд 24Преимущества твердотельного охлаждения
Экологическая чистота
Высокая плотность – удельное изменение энтропии в твердых
телах в 6 – 8 раз выше, чем в газе – резкое сокращение габаритов.
ЭК и МК методы – охлаждение в широком интервале температур ниже и выше комнатной.
Высокая эффективность ЭК и МК систем – нагрев и охлаждение практически обратимые термодинамические циклы в отличие от сжатия и расширения пара.
ЭК и МК методы – охлаждение в широком интервале температур ниже и выше комнатной.
Высокая эффективность ЭК и МК систем – нагрев и охлаждение практически обратимые термодинамические циклы в отличие от сжатия и расширения пара.
Слайд 25Удобство и простота эксплуатации и отсутствие сервисного обслуживания.
Бесшумность.
Независимость от ориентации в
пространстве.
Легкость и удобство дистанционного управления.
Возможность использования гибридных систем, когда в одном технологическом цикле изготавливаются охладитель и функциональная электронная схема.
Легкость и удобство дистанционного управления.
Возможность использования гибридных систем, когда в одном технологическом цикле изготавливаются охладитель и функциональная электронная схема.
Слайд 26Недостатки
Высокая стоимость используемых материалов.
Технологическая сложность изготовления.
Технология отрабатывается при серийном
производстве.
Слайд 27Спасибо за внимание
Развитие всех трех твердотельных методов охлаждения связано с нанотехнологиями
