Термопара с боковым теплообменом
Во всех рассмотренных предыдущих случаях термопарных элементов 2.1.1 - 2.1.4, предполагалось, что боковые поверхности ветвей имеют адиабатическую изоляцию или, если боковой обмен теплом с окружающей средой и имеет место, то он несущественно влияет на свойства термопары. В то же время известны варианты термопар, когда теплообмен с боковыми поверхностями ветвей используется для улучшения эффективности термопар. Варианты таких термопар приведены на рис.1.7. На рис.1.7а приведена термопара в режиме генерации ЭДС и тока, когда источник тепла расположен не только на горячих концах ветвей, но и на боковых поверхностях ветвей. Пример реализации такого случая приведен на рис.1.7в. Здесь разогрев горячих концов ветвей достигается путем их теплообмена с потоком горячей жидкости или газа. В результате вначале температура жидкости или газа снижается от температуры Т1 до температуры Т2. Далее газ или жидкость направляются вдоль ветвей. Поскольку температура газа выше температуры ветвей, газ, в результате теплообмена с ветвями, дополнительно их разогревает. Это приводит к более полному использованию тепловой энергии жидкости или газа и, соответственно, к возрастанию эффективности термоэлектрического преобразования энергии.
Режим термоэлектрического охлаждения при наличии бокового теплообмена приведен на рис.1.7г. В этом случае, как обычно, отвод тепла Q0 от охлаждаемого объекта происходит через холодные концы ветвей термопары. Однако, боковые поверхности термопар находятся в контакте со стоками тепла, через которые осуществляется дополнительно отвод тепла. Этим достигается дополнительное снижение температуры охлаждаемого объекта. В качестве боковых стоков тепла могут служить дополнительные термопары, контактирующие с боковыми поверхностями ветвей основной термопары. Для сохранения одномерности теплового потока и распределения температуры в ветвях, последние изготовляются в виде тонких пластин или стержней.
Термопары с боковым теплообменом разработаны и использовались Котырло и Лобунцом. Основные сведения о работе таких термопар изложены в монографиях.
Поэтому такие термопары могут быть названы термоэлементами Котырло-Лобунца.