熱電堆傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)建模與實(shí)踐.pdf

1、淡水資源短缺是人類(lèi)面臨的日益嚴(yán)重的問(wèn)題，不管是沙漠地區(qū)還是內(nèi)陸地區(qū)、沿海地區(qū)都存在著相同的問(wèn)題，而海水淡化的一種重要方式即為蒸餾-冷凝。此外，空氣中的水蒸汽也是一種淡水資源，且這種資源不受地域的限制。因此科研團(tuán)隊(duì)利用熱電堆通電后一端升溫一端降溫的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)太陽(yáng)能空氣取水機(jī)。熱電堆做為太陽(yáng)能空氣取水機(jī)的核心部件，即為本論文的主要研究對(duì)象。本論文的研究對(duì)象為熱電堆的傳熱過(guò)程，主要對(duì)熱電堆傳熱過(guò)程進(jìn)行機(jī)理分析，建立熱電堆傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，并

2、利用計(jì)算機(jī)MATLAB平臺(tái)對(duì)模型進(jìn)行仿真；然后基于熱電堆的熱電效應(yīng)設(shè)計(jì)太陽(yáng)能空氣取水機(jī)；最后將熱電堆傳熱過(guò)程看過(guò)一個(gè)單輸入單輸出系統(tǒng)，推導(dǎo)出關(guān)于輸入輸出的傳遞函數(shù)即系統(tǒng)的模型，做實(shí)驗(yàn)，記錄下輸入和輸出的數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)辨識(shí)知識(shí)選擇合適的參考模型，利用遞推增廣最小二乘法進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)。具體研究?jī)?nèi)容有如下：
　　(1)根據(jù)半導(dǎo)體的五種熱電效應(yīng)及其之間的相互影響，分析半導(dǎo)體制冷片即熱電堆的工作機(jī)理，提出一種簡(jiǎn)單、具體的建模方法，并基于機(jī)理分

3、析法建立熱電堆傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，由熱電材料的性能參數(shù)計(jì)算出模型的參數(shù)，然后在計(jì)算機(jī)MATLAB平臺(tái)上進(jìn)行仿真，得到熱電堆冷端和熱端溫度隨時(shí)間的變化曲線；熱電堆傳熱過(guò)程為單輸入單輸出系統(tǒng)，推導(dǎo)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)并對(duì)傳遞函數(shù)。
　　(2)根據(jù)熱電堆實(shí)際工作情況設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，針對(duì)熱電堆的傳熱過(guò)程做實(shí)驗(yàn)，記錄下輸入和輸出；對(duì)系統(tǒng)傳遞函數(shù)進(jìn)行Z變換，得到系統(tǒng)的差分方程，并利用最小二乘法來(lái)驗(yàn)證模型參數(shù)。
　　(3)介紹基于熱電堆的