Рис. 2. Тепловой блок амплификатора ДНК на термоэлементах:
1
— пробирки с образцами;
2
— пластина–держатель;
3
— термоэлектрические эле-
менты Пельтье;
4
— воздушный радиатор
вид амплификатора дает возможность расширения диапазона рабочих
температур и удобен в эксплуатации. Пробирки с образцами
1
объемом
1 мл устанавливаются на пластине–держателе
2
, содержащей 96 лунок
под пробирки и цилиндрические углубления для снижения массы дета-
ли и понижения инерционности устройства. Подвод и отвод теплоты
осуществляется с помощью термоэлектрических элементов Пельтье
3
. В установке используется шесть термобатарей размером
40
×
40
мм.
Каждая батарея содержит 130 термоэлементов. Дополнительное кон-
вективное охлаждение системы осуществляется с помощью радиатора
4
.
Подбором определенного закона изменения силы тока в термо-
элементах и параметров радиатора (его размеры, материал) можно
добиться получения требуемой точности поддержания температур и
необходимых скоростей нагрева и охлаждения.
Целью настоящей работы является численное моделирование ра-
бочего процесса в тепловом блоке амплификатора ДНК для получения
нестационарного поля температур пластины–держателя, определения
неоднородности поля, а также для подбора параметров радиатора, со-
ответствующих заданному закону изменения температуры.
При моделировании предполагалось, что рабочей температурой
устройства является температура пластины–держателя в реперной точ-
ке; все материалы элементов конструкции однородны по составу и изо-
тропны по свойствам; контакты между элементами идеальны; боковые
поверхности теплоизолированы. Пробирки с образцами в рассмотре-
ние не принимались.
Теплофизические свойства материалов, которые считаются посто-
янными, приведены в таблице. Теплопроводность полупроводника, а
также некоторые его термоэлектрические свойства (удельное сопро-
тивление и коэффициент Зеебека) являются функциями температуры
и приведены в работе [1].
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3 29
