Одномерное температурное поле
Рассмотрено два варианта схемы термоэлемента в этом приближении.
В первом варианте сквозь термоэлементы переносится теплоноситель в направлении от холодных спаев к горячим (рис.2.13).
Примем следующие основные обозначение: Т2 и t2 - температуры, соответственно, материала и теплоносителя на горячей стороне при у = l; Т1 и t1 температуры, соответственно, материала и теплоносителя на холодной стороне при у = 0. Удельная массовая скорость теплоносителя p0Vw, относится ко всей поверхности мелкопористого термоэлемента и к площади сечения капилляров для перфорированных термоэлементов.
При переносе сквозь проницаемую ветвь теплоноситель нагревается, отнимая тепло от ветви. Он нагревается за счет приращения количества тепла, проходящего через элемент dy, теплопроводностью
Для мелкопористых термоэлементов, где практически невозможно определить поверхность теплообмена, обычно используют коэффициент теплоотдачи, характеризующий теплообмен в единице объема материала ветвей термоэлемента (ЛД. В случае перфорированных термоэлементов, где поверхность внутреннего теплообмена может быть определена, используется коэффициент теплоотдачи, характеризующий передачу тепла через единицу поверхности капилляров.
Рис. 2.14. Схема термоэлемента, в котором теплоноситель пропускается от горячих спаев к холодным.
Для второго варианта одномерной модели, когда теплоноситель движется от горячих спаев к холодным (рис.2.14), дифференциальные уравнения, описывающие профили температур в проницаемых термоэлементах, имеют вид
Использование одномерных моделей проницаемого термоэлемента позволяет проводить расчет лишь в тех случаях, когда термическое сопротивление в поперечном направлении ветвей мало. Для проведения более строгого расчета термоэлементов необходимо учитывать двумерное распределение температур.