基于矩独立的单级热电制冷系统的全局灵敏度分析方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于矩独立的单级热电制冷系统的全局灵敏度分析方法，在考虑外部传热影响下的单级热电制冷系统物理模型基础上，建立矩独立全局灵敏度分析模型，采用改进的Monte Carlo模拟法，研究设计变量对于制冷量和制冷系数的矩独立灵敏度指标，根据计算结果来设计和改进单级热电制冷系统，可以有效地提高系统的可靠性，具有重要的研究意义和应用价值。

Global Sensitivity Analysis Method for Single Stage Thermoelectric Refrigeration System Based on Moment Independence

【技术实现步骤摘要】
基于矩独立的单级热电制冷系统的全局灵敏度分析方法
本专利技术自动化控制
，具体涉及单级热电制冷系统的全局灵敏度分析，通过矩独立灵敏度分析方法研究了输入设计变量的不确定性对单级热电制冷系统的输出性能参数的稳定性的影响，对工程中单级热电制冷机的设计与优化具有一定的指导作用。
技术介绍
随着全球节能环保思潮的兴起和热电材料的快速发展，热电制冷技术在电子元器件散热、微型制冷装置、建筑物余热回收利用等领域得到广泛应用。与传统的压缩机制冷相比，热电制冷采用固体半导体元件制冷，无压缩机和制冷剂，具有制冷迅速、结构紧凑、使用寿命长及可靠性高等优点，并且在运行过程中不会对环境产生破坏。热电制冷芯片直接利用直流电驱动，因此热电制冷系统可以直接采用光伏电池发电驱动。二十一世纪以来，国际上关于热电制冷技术的研究主要集中在热电材料，结构优化和热端散热这三个方面。目前对热电制冷系统性能改善的研究主要集中在如何提高热电材料优值系数上，各国学者试图通过开发新型热电材料来提高热电制冷系统的性能。这些研究忽略了热电制冷系统在设计、制造过程中参数的随机不确定性。研究表明，热电制冷系统一些关键设计变量的微小波动会导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于矩独立的单级热电制冷系统的全局灵敏度分析方法，其特征在于步骤如下：步骤1：建立制冷量与制冷效率关于设计变量的函数关系式热电制冷系统的冷热端通过散热器与周围介质存在能量传递过程，对于稳态热电制冷系统，根据传热学原理和电学原理，可得以下方程：Qc＝(Tec‑Tc)Fc                                                  (1)Qh＝(Th‑Teh)Fh                                                  (2)Qc＝αITc‑0.5I

【技术特征摘要】
1.一种基于矩独立的单级热电制冷系统的全局灵敏度分析方法，其特征在于步骤如下：步骤1：建立制冷量与制冷效率关于设计变量的函数关系式热电制冷系统的冷热端通过散热器与周围介质存在能量传递过程，对于稳态热电制冷系统，根据传热学原理和电学原理，可得以下方程：Qc＝(Tec-Tc)Fc(1)Qh＝(Th-Teh)Fh(2)Qc＝αITc-0.5I2R-K(Th-Tc)(3)Qh＝αITh+0.5I2R-K(Th-Tc)(4)P＝UI＝αI(Th-Tc)+I2R(5)式中，Tc和Th为热电制冷片冷、热端温度；Qc和Qh为热电芯片冷热端产生的制冷量和制热量；Fc和Fh是热电制冷芯片冷热端散热器换热系统换热系数与面积的乘积；I为热电芯片工作电流，α为热电芯片的塞贝克系数；R为热电芯片的总电阻；K为热电芯片的热传导系数；N为热电芯片中p-n半导体数目；ρ为p-n半导体的电阻率；Lp，Ln分别为p-n半导体的P结、N结的热电臂长；Ap，An为p-n半导体的P结、N结的截面面积；kp，kn为p-n半导体的P结、N结的热导率；由于半导体元件采用等截面电偶臂，故热电臂长L＝Lp＝Ln，热电偶臂的端面面积A＝Ap＝An，热导率k＝kp＝kn，电阻率ρ＝ρp＝ρn；根据式(1)和(2)可得：Tc＝Tec-Qc/Fc(8)Th＝Teh-Qh/Fh(9)由式(3)-(9)可以得到制冷量，输入功率和制冷系数的函数表达式：制冷量可以表示为：输入功率可以表示为：制冷系数可以表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，徐夏雨，程磊，高洋，王璐，敖良波，岳珠峰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61