Термоэлемент Нернста-Эттингсгаузена оптимальной формы
Для термоэлемента из материала, электропроводность a(T), теплопроводность к(Т и постоянная Нернста-Эттингсгаузена Q1(T) которого зависят от температуры (a(T), к(Т), Q1(T) - непрерывные и ограниченные функции с непрерывными и конечными первыми производными), максимум КПД достигается путем оптимизации формы сечения термоэлемента в направлении, перпендикулярном тепловому потоку (рис.2.54). Если l = const, то задача оптимизации сводится к определению изменения ширины термоэлемента b. Решение находится при использовании модели, в которой термоэлемент разбивается на ряд параллельных слоев таким образом, чтобы в пределах каждого слоя свойства материала можно было принять независимыми от температуры [83]. Предполагается, что в каждом слое ток течет параллельно границам раздела и разности потенциалов на концах всех слоев одинаковы. Для каждого из слоев производятся оптимизация по условию, согласования с внешней нагрузкой путем изменения b. Выражение для оптимального потока энергии при этом имеет вид
Установлено, что малые отклонения от оптимальной формы термоэлемента не приводят к существенному изменению КПД.