冷、热端温度对半导体热电堆发电性能影响的初步研究

对半导体热电堆的发电性能进行了实验研究,得出这种半导体热电堆在冷端温度不变的情况下,其发电性能与热端温度的关系,以及半导体热电堆在热端温度的情况下,冷端温度对其发电性能的影响,发现半导体热电堆作为电源时,其内阻对它的性能指标有很大的影响,而且内阻随着温度的升高而增大,采用间化的方法从理论上计算了热电堆的特性,得到了计算与实验结果基本吻合。     

一种带有热开关的新型温差发电系统

为解决工程应用中由于热源频繁波动造成温差发电系统性能严重下降的问题,提出一种带有热开关的新型温差发电系统。建立反映其动态特性的数学模型,并搭建能灵活投切热开关的温差发电原理性实验台。通过数值模拟和实验分析全面研究系统性能。结果表明,带热开关的温差发电系统可有效降低模块热端温度波动,提高系统输出功率和效率;同时,热开关的开启和关闭温度是影响系统性能的关键因素。     

一种新型高中温耦合温差发电系统

在环形高温温差发电系统的基础上,提出一种高中温耦合温差发电系统,数值研究不同燃烧器结构对系统性能的影响,获得经优化后的新型燃烧器结构。实验结果可验证模拟结果的正确性,新型高中温耦合温差发电系统发电功率明显高于单级高温发电系统,且其热电模块的温度分布更均匀,系统发电效率得到较大的提高。     

纯低温余热发电系统热工参数的设计优化

通过建立低温余热发电系统的热力学模型,定量分析和对比了不同热丁参数对低温余热发电系统设计性能的影响.研究表明:进口烟气温度、蒸汽压力以及节点温差是影响纯低温余热发电系统设计性能的主要热工参数,其它热工参数对系统性能的影响很小;提高进口烟气温度、降低蒸汽压力或减小节点温差,均可显著降低设计出口烟气温度,从而增大蒸发量,提高热效率;但是当系统对最低排烟温度有要求时,蒸汽压力和节点温差存在下限值.     

高温条件下接触热阻的数值模拟与试验研究

接触热阻是衡量接触界面间传热效率的重要指标之一。利用ANSYS有限元软件对高温条件下高温合金GH4169界面间的接触热阻进行了研究。通过光学显微镜获得高温合金表面的真实形貌,并在ANSYS有限元软件中重建其表面模型,基于结构力学理论对接触界面微观结构的弹塑性变形进行模拟,以及传热学分析获得接触界面间的接触热阻值。研究了界面温度与接触压力对接触热阻的影响,同时考虑了高温条件下接触界面间辐射换热的影响,最后利用试验测试装置进行验证。结果表明：理论模拟与试验测试的结果两者之间的最大误差为12.6%,高温合金界面间的接触热阻随着界面温度和接触压力的增加而减小;接触界面温差随着界面温度的增加出现先增大后减小的趋势。     

一种基于引射式预混燃烧器的新型高温温差发电系统

高温温差发电系统(TEG)由于在分布式能源和耦合热电提高系统效率等方面具有显著的特点而受到关注,但系统特性认识的缺乏阻碍了其发展与应用。为了优化燃烧过程及热端传热性能进而提高系统的发电效率,采用数值模拟的手段研究不同结构引射式预混燃烧器对系统性能的影响,获得优化的燃烧器结构。设计并搭建一种基于引射式预混燃烧器的新型高温温差发电实验台,实验结果证明模拟结果的正确性,经过燃烧器优化后的高温温差发电系统其热电(TE)模块热端温度更高、温度分布更均匀,系统的输出功率和发电效率得到较大的提高。     

纯低温余热发电系统的优化分析

通过建立纯低温余热发电系统的热力学模型,计算分析了过热蒸汽压力、进口烟气温度和节点温差等因素对纯低温余热发电系统发电性能的影响.结果表明:在设计纯低温余热发电系统时,存在一优化过热蒸汽压力,使得纯低温余热发电系统的单位烟气发电功率最大;随着进口烟气温度的升高,系统单位烟气发电功率增大,对应的优化过热蒸汽压力升高;而随着节点温差的增大,系统单位烟气发电功率减小,对应的优化过热蒸汽压力降低.     

基于热管散热的串联式两级热电制冷器制冷性能综合分析

针对基于热管散热的串联式两级热电制冷器,建立了有限时间热力学模型。通过热阻分析的方法建立了热电制冷器的一维热阻网络图并给出了冷热端热阻的具体计算方法。以制冷率、制冷系数、热力学完善度和极限制冷温差为性能指标,用数值算例的方法研究了工作电流、热电单元分配比、热电单元横截面积、热电单元长度、热管几何参数(冷凝段长度和管芯厚度)和制冷温差等关键参数对热电制冷器综合性能的影响规律。     

非均质温差发电器的性能分析

建立非均质温差发电器(TEG)理论模型,考虑热电材料的非均质导热系数以及温差发电器与热源间的传热热阻的影响,分析非均质温差发电器的一般性能.讨论热电元件对数、热导率、高温热源温度对非均质温差发电器性能特性的影响.结果表明,相较于均质温差发电器,导热系数不均匀强度越大,非均质温差发电器的最大输出功率和最大效率越高;热电元...     

小型温差能发电装置发电特性分析与试验

针对自主升降海洋观测平台的电能供给问题,设计一种小型化温差能发电装置,建立热能转换和蓄能发电仿真模型;针对南海海域温度分布情况,对装置的温差热能转换性能和发电性能进行仿真分析。在此基础上,制作小型温差能发电装置,并在北黄海冷水团进行温差换热和发电性能验证试验。试验结果表明:温差发电装置达到设计要求,热能转换系统能在高温环境(温度高于24.5℃)、低温环境(温度低于13.6℃)的条件下完成热能转换,一次热能转换中换热系统能输出约360 mL的液压油,发电机最大输出功率达298 W,发电量约为939.9 J。