ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХКАСКАДНОГО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АГРЕГАТА ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

RESEARCH AND EDUCATION ISSN: 2181-3191 VOLUME 4 | ISSUE 11 | 2025 Multidisciplinary Scientific Journal December, 2025 11 DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.17960917 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХКАСКАДНОГО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АГРЕГАТА ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ М.Б.Набиев Ферганский государственный университет,г.Фергана,ул.Мураббийлар,19.150100, Узбекистан, e-mail: [email protected] (ВВЕДЕНИЕ/ /INTRODUCTION) Эксперименты по исследованию высокотемпературных режимов термоэлектрического охлаждения были проведены на двухкаскадной термоэлектрической батарее, на рабочем спае которой располагался макет пассивного (без внутреннего тепловыделения) термостатируемого объекта. В качестве веществ для каскадов использовались термоэлектрические материалы, на основе ( ) ( ) 3 1,09,023 2 75,025,0 SeTeBiTeSbBi оптимизированные для диапазонов температур работы каскадов. МЕТОДИКАЭКСПЕРИМЕНТА(EXPERIMENTAL PROCEDURE) На рис.1 Показано основой эксперимен тальной установки являлась камерная лабораторная печь типа СНОЛ 2,5.1/11-И2.Внутренняя часть печи заполнялась специальной термоизоляцией, основу которой составляла базальтовая вата смеси с раздробленным материалом теплостойких кирпичей (ультра легковые). Толщина внутри теплоизоляции устанавливался латунный радиатор, имеющий контакт с внешним металлическим кожухом. RESEARCH AND EDUCATION ISSN: 2181-3191 VOLUME 4 | ISSUE 11 | 2025 Multidisciplinary Scientific Journal December, 2025 12 Рис. 1. Схема экспериментальной установки для исследования двухкаскадного термоэлектрического агрегата при высоких температурах Q -тепловой поток, количество тепла: 1 Q -холодопроизводительность 1 каскада: 01 Q -тепловыделение 1 каскада: 2 Q - холодопроизводительность 2 каскада: 02 Q -тепловыделение 2 каскада: (1)-первый холодный каскад, (2)-второй горячий каскад, А-охлаждающий объект, 5-теплоизоляция из базальтовой ваты, С-кожух термостатированной камеры печи. 210 ,,  -температуры холодного, промежуточного горячего спая двухкаскадной батареи. Равномерное температурное поле на поверхности кожуха обеспечивалось теплоизлучением стенок печи. На радиаторе устанавливалась двухкаскадная термобатарея с каскадами, оптимизированными под определенный температурный интервал. На рабочем (холодном) спае термобатареи располагался макет термостатируемого объекта-кубик объемом 3 2см , выполненный из меди. Контакты рабочего спая термобатареи с термостатируемым объектом и горячего спая с радиатором осуществлялись через телевизионную слюду толщиной 20 микрон, смоченную силиконовым маслом. Уплотнение крышки камеры производилось с помощью винтового механизма. Измерения температур производилось хромель-копелевыми специально градуированными термопарами диаметром 0,2 мм. Нагревательная печь имела автоматическую регулировку температур. Энергопитание термобатареи осуществлялось от источника постоянного тока RESEARCH AND EDUCATION ISSN: 2181-3191 VOLUME 4 | ISSUE 11 | 2025 Multidisciplinary Scientific Journal December, 2025 13 типа ТЭС-12, БП 45, БП46. Определение тепловых и энергетических характеристик производилось цифровыми регистрирующими приборами типа В7-18 и Щ-1413. Рис.2. Схема двухкаскадной термоэлектрической батареи при высоких температурах. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ (EXPERIMENTAL RESULTS AND DISCUSSION) В результатах проведенных экспериментов по работе двухкаскадной термоэлектрической батареи при высоких температурах был получен максимальный перепад температур в режиме максимальной холодопроизводительности, равный С154 0 =макс . Такой перепад температур на двухкаскадных термоэлементах был бы достижимым в области низких температур. В этой области температур такой перепад возможно было бы осуществить лишь 5÷7 каскадными термобатареями, что при холодопроизводительности в 1 Вт (в нашем эксперименте) представляло бы собой инженерно нецелесообразную конструкцию. На рис.2. Схема двухкаскадной термоэлектрической батареи при высоких температурах. Сама по себе работа была технологически сложна, особенно в виду трудностей осуществления коммутации и хороших межкаскадных тепловых сопряжений при высоких температурах. Этим можно объяснить экспериментально низкий результат по  на втором каскаде. Здесь был получен перепад 0 64 вместо 0 83 по расчету. Кроме того, эффективность второго каскада могла быть выше при RESEARCH AND EDUCATION ISSN: 2181-3191 VOLUME 4 | ISSUE 11 | 2025 Multidisciplinary Scientific Journal December, 2025 14 применении литых образцов, вместо прессованных в заводских условиях, обладающих более низкой добротностью. Однако, в лабораторных условиях не удалось создать надежной коммутации для литых образцов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ(CONCLUSION) Вышеприведенные цифры относились к максимальной искусственно созданной температуре окружающей среды ( С с 0 241= ). Для иллюстрации термодинамики процесса влияния температуры горячего спая и окружающей среды на эффективность охлаждения эта зависимость была экспериментально исследована при различных температурах окружающей среды (см. рис. 3). Рис.3.Зависимость влияния температуры горячего спая и окружающей среды на эффективность охлаждение при различных температурах окружающих среды. Таким образом, впервые экспериментально доказана принципиальная возможность эффективной работы термоэлектрических охладителей при высоких температурах окружающей среды. RESEARCH AND EDUCATION ISSN: 2181-3191 VOLUME 4 | ISSUE 11 | 2025 Multidisciplinary Scientific Journal December, 2025 15 ЛИТЕРАТУРА (REFERENCE) [1] Е.К.Иорданишвили, В.П.Бабин «Термоэлектрические охлаждения в НТО в.Кн. труды исследователей ЛОВНИТ» 1987 г [2] М.Б.Набиев, В.П.Бабин, Е.К.Иорданишвили Двухкаскадные термоэлектрические агрегаты. Статьи принт, Ловниит 1991 г [3] М.Б.Набиев, М.А.Маматова, Я.Усмонов, Г.Хусанова, А.А.Юлдашев. Фундаментальные и прикладные вопросы физики. Материалы международной конференции, посвященной 70-летию физико-технического института НПО «Физика-Солнце», Ташкент 2013. 195-197 с. [4] M.B.Nabiyev Monografiya: “Ekstremalьnыye rejimы raboti poluprovodnikovыx termoelementov i ustroystv na ix osnove”. Izd.Cllassic.TashkentFergana.Tiraj100, .2020 S.114. [5] M.B.Nabiyev (2022) REShENIYa ZADAChI O VOZMOJNOSTYaX NESTATSIONARNOGO TERMOELEKTRIChESKOGO OXLAJDENIYА S ISPOLZOVANIYEM IMPULSOV TOKA PRYAMOUGOLNOY FORMI SAMMITI-2022. TAShKENT [6] M.B.Nabiyev Повышения эффектив.нтэо..EDUCATION SCIENTIFIK JOURNAL2-tom ,8-SON .2023.Uzbekistan/ [7] М.Б.Набиев,,Т.К.Жабборов,И.И.Юлдошова2)ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИПОЕВ НА ОСНОВЕ ВИСМУТА И СВИНЦА, ДЛЯ ТЕРМОЭЛЕМЕНТОВRESEARCH AND EDUCATION, . JOURNAL5-tom ,9SON .2022.Uzbekistan/