【摘要】：能源短缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為人類發(fā)展面臨的首要問題。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,提高能源利用效率和尋找新型能源成為研究者們努力的方向。基于熱電材料賽貝克效應(yīng)的溫差發(fā)電技術(shù)因其獨特的優(yōu)勢,是一種極具競爭力的低品位廢熱回收方式,具有很好的應(yīng)用前景,設(shè)計新型高效的溫差發(fā)電裝置是實現(xiàn)該技術(shù)廣泛應(yīng)用的重要途徑。本文針對溫差發(fā)電裝置的換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化進(jìn)行了探索,結(jié)合新型的微槽道熱管,設(shè)計了一種熱管陣列式的溫差發(fā)電裝置�？疾炝宋⒉鄣罒峁艿墓ぷ魈匦�,該微槽道.熱管在90度角度下工作時,極限傳熱量最大,工作熱阻最低。通過實驗得到了其在不同工作溫度下的熱阻的變化規(guī)律,并計算出熱管的等效導(dǎo)熱系數(shù)。另外對溫差發(fā)電模塊的塞貝克系數(shù),導(dǎo)熱系數(shù),內(nèi)阻等參數(shù)進(jìn)行了考察,并且得到了其在不同溫差下的電壓電流輸出曲線,以及不同溫差下的功率和發(fā)電效率曲線。通過單個熱管和溫差發(fā)電片結(jié)合的裝置,模擬了在工業(yè)余熱條件下的發(fā)電情況,對不同密度散熱翅片的傳熱強(qiáng)化效果進(jìn)行了比較,實驗發(fā)現(xiàn)熱管的熱阻比較穩(wěn)定,輸出電壓隨熱源溫度線性變化。對單組熱管在一定工作條件下的熱電模塊數(shù)目和輸出功率關(guān)系建立了理論計算模型,并進(jìn)行了實驗驗證,發(fā)現(xiàn)存在一個最佳的溫差發(fā)電模塊數(shù)目,使得輸出功率達(dá)到最大值。應(yīng)用該計算模型,對熱源溫度,溫差發(fā)電片熱端熱阻,溫差發(fā)電片冷端熱阻等參數(shù)變化下的輸出功率進(jìn)行了計算,得到了這些參數(shù)改變時對應(yīng)的最佳溫差發(fā)電模塊的變化規(guī)律。最后搭建了一個12組熱管-溫差發(fā)電片陣列的發(fā)電裝置和一個常規(guī)的內(nèi)部附有直翅片的溫差發(fā)電裝置,通過改變熱源溫度、冷卻空氣流量進(jìn)行實驗,對它們的開路電壓和發(fā)電功率、凈發(fā)電功率進(jìn)行了比較,在相同工作參數(shù)下,熱管溫差發(fā)電裝置發(fā)電效果顯著提高。對不同熱管間距的熱管溫差發(fā)電裝置的換熱效果進(jìn)行了 CFD模擬研究,結(jié)果顯示可以通過合理減小熱管間距強(qiáng)化裝置的換熱效果,進(jìn)而提高發(fā)電功率。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM913

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 余小燕;何琴玉;;熱電材料SnSe的性能與研究進(jìn)展綜述[J];功能材料;2016年S2期

2 黃浩;張世程;杜振興;丁卯;孫天宇;張杰;肖s，

本文編號：2557836