内置式温差发电器流固耦合数值仿真

建立了内置式温差发电器的物理和数学模型,并对该模型进行了详细的阐述,网格划分和数值仿真完成后,得到了稳态下内板的温度分布场。通过对内板温度场的研究和分析可以得到结论:降低冷却液温度和提高冷却液流速有助于提高内置式温差发电器的发电性能,梅花形结构内板的内置式温差发电器的发电性能比一字形结构内板的内置式温差发电器的发电性能更好。该结论对提高内置式温差发电器的发电性能和优化内置式温差发电器的结构有着重要作用。     

余热利用温差发电器件设计与制作

温差发电器件是一种利用半导体材料的物理性能,实现热能与电能的直接转换全固态能量转换装置。温差发电器件由于没有运动部件,具有无噪音、无磨损、寿命长、稳定性高等优点。依据塞贝克效应,对温差发电器件的结构进行设计,选用氧化铍陶瓷基片,大大提高单位面积热通量;此外还研究了P/N结对数对温差发电器件的电优值的影响。以提高加工效率和质量为目标,拟定其加工流程,并对温差发电器件的组装过程进行详细说明和组装模具进行了详细设计。为温差发电器件的制作工程应用提供了一定的参考。     

尾气温差发电系统设计及其试验研究

为了能够对发动机排气系统的废气能量进行回收利用,提高发动机的热效率,对如何设计温差发电系统进行了研究。提出了采用数值计算的方法对集热器阻力和冷端散热能力进行分析,从而辅助完成尾气温差发电器的设计方法。在此基础上完成了尾气温差发电器的加工,利用台架试验对设计方法的可行性进行了研究,研究结果表明,数值计算结果和台架试验结构的偏差在5%以内,因此采用数值计算的方法辅助完成尾气温差发电系统设计是可行的;同时还发现,采用强制通风冷时可以降低冷端温度,提升温差发电片两端温差,有助于提高温差发电系统的输出功率。     

汽车尾气温差发电装置中热电器件的试验研究

为了利用热电器件回收汽车尾气的废热进行发电,构建了一个可模拟汽车尾气温差发电装置的热电器件测试平台,测试了不同热源温度、冷源温度、安装压力以及相同冷热源温差而不同冷热源温度下国产某型Bi2Te3基低温热电器件的输出性能。结果表明,单个热电器件的输出性能与其安装压力和冷热源温差成正比,在相同冷热源温差条件下可适当降低冷源温度以提高其性能;随着冷热源温差增大,热电器件的最大功率所对应的输出电流明显增大;利用汽车发动机自身冷却系统中约90℃的冷却水对汽车尾气温差发电装置进行冷却时,当热端温度达到350℃的最大耐温值,安装压力大于57kPa时,单个热电器件的最大输出功率在3W以上。最后,基于该热电器件提出了汽车尾气温差发电装置的优化设计策略及其工作条件。     

汽车尾气温差发电装置中热电模块的散热方式研究

针对汽车尾气废热温差发电技术的研究现状,根据现有发动机的排气管和热电模块的性能参数,对热电转换模块冷端常用的水冷和风冷两种散热方式进行了试验对比和ANSYS软件的热力学分析,比较了两种散热方式的散热效果。提出了汽车尾气废热温差发电装置在汽车上的散热方式,为汽车发动机废热温差发电装置的实车应用提供了依据。     

基于神经网络和遗传算法的温差发电器优化设计

提出了将温差发电器对内燃机排气背压的影响纳入温差发电器的优化设计过程的观点,设计了一套新的温差发电器优化方案。以发电器尺寸参数为设计变量,以排气背压、质量作为约束条件,以发电片温差为目标进行优化设计。利用中心复合设计法选取试验点,对试验点进行CFD仿真,采用高预测精度的改进BP神经网络拟合设计变量与目标函数间的关系,再利用遗传优化算法在设计空间寻找最佳设计点。优化后消除了发电器对排气背压的影响,温差提高了8.8%,质量降低了6.7%。     

响应面法的温差发电器优化设计

为提高温差发电器的发电效率,同时保证整机轻量化,提出了以发电器结构参数为设计变量,以质量、排气背压和发电片两侧温度差为目标函数的整机多目标优化设计方案。首先利用中心复合设计法、有限元法分别进行设计点的选取与计算。其次利用响应面法构建设计变量与质量、温差、排气背压三个响应量的响应面模型,并进行了灵敏度分析。通过多目标遗传优化算法进行基于响应面模型的多目标优化,优化后温差发电器的发电效率提高了7.3%。最后对优化结果进行了可靠性验证。     

温差发电系统在汽车发动机上的应用研究

汽车尾气温差发电系统可将排放出来的尾气热能转化为电能,可以节省能源,提高燃油的利用率,是当今汽车行业发展的热门技术之一。针对现阶段该系统的硬件结构不足及输出功率较小的问题,通过对温差发电系统原理的研究,分析了影响发电模块输出功率和热能转换效率的因素,并对温差发电系统进行结构上的优化设计,改善了发电装置的整体性能,为其在实际应用中提供了技术支持。     

太阳能温差发电技术的研究现状

太阳能温差发电技术作为新兴的绿色环保发电方式,具有结构简单、无噪声、无污染等特点,具有广阔的发展前景。阐述了温差发电的基本原理,介绍了国内外太阳能温差发电研究现状,并结合国内外研究情况提出了太阳能温差发电存在问题。     

基于Simulink的汽车尾气温差发电装置优化设计

基于传统汽车尾气温差发电装置只采用热电材料PN结的单独材料设置,导致整体的热吸收效率和发电功率并不突出的问题,通过对多种热电材料的组合优化汽车尾气温差发电装置设计,使得各材料处于其对应的最合适的工作温度区间,从而获得更高的热电材料优值,同时结合以单螺杆膨胀机为做工涡轮的布雷顿循环,提高温差发电的吸收效率和发电功率,极大地提升了废气余热回收的利用率.     

浅谈温差发电的模拟实验及应用前景

结合温差发电的理论基础,分析实际生活中温差环境的数据模型,并进行模拟实验,试图在综合设计上有所突破。另外,探索了温差发电器在实际生产生活中的应用前景。     

基于计算流体力学的汽车尾气温差发电系统流场分析与改进

针对某汽车尾气温差发电系统换热效率低下的问题，文中对温差发电装置进行计算流体力学分析及方案优化。基于Fluent软件对某工况下的温差发电系统进行前处理与求解计算，对温差发电装置进行传热分析与流场分析，对于系统温度、换热功率、废气流线等进行分析，发现超导热管与高温废气未进行有效换热，提出在超导热管加装换热片的优化方案并进行分析验证，最后使用发动机台架对于原方案与改进方案的发电系统温差与开路电压进行检测。研究结果表明，结合计算流体力学流场与发电片性能参数对汽车尾气温差发电系统进行性能预测与试验结果相差约3%,说明此方法在实际工程应用中是可行的；在超导热管上加装换热片可有效提升温差发电装置的换热性能。     

冷却系统能量回收温差发电器设计方法研究

为实现发动机冷却系统能量回收的回收利用,提出了基于数值计算对冷却系统能量回收温差发电器进行设计的方法,并利用发动机台架实验对该方法的可行性进行了验证。研究发现数值计算得到的散热系统温度和台架试验结果的偏差在3.5%以内,能量回收管阻力偏差为1.5%,这表明利用数值计算的方法对能量回收管和散热系统进行分析设计是可行的。进一步的实验表明,采用市售温差发电片对发动机冷却系统能量回收有一定的可行性,但是采用目前的结构形式使得温差发电器两端温差较小,导致其能量回收的经济性较差。     

LNG冷能回收模拟试验台设计与开发

针对液化天然气发动机所特有的冷能进行回收利用,可以提高发动机的热效率,为了能够对其能量回收系统进行模拟开发了一冷能回收模拟试验台.通过分别设计测量显示系统、温差发电器、冷却模拟系统和LNG气化模拟系统,实现了能量的回收,然后基于该实验台进行了试验研究,研究结果显示,由于温差发电器尺寸较小使得冷端和热端温差不会太大;通过...     

汽车尾气温差发电系统车载兼容性多目标优化研究

汽车尾气温差发电系统在接入发动机的排气管时会改变其气流，为了尽可能降低对发动机原有性能的影响，提高汽车尾气温差发电系统的发电性能，针对汽车尾气温差发电用六边形热交换器，以表面平均温度最高和压力损失最小为目标进行其车载兼容性优化。基于CFD软件搭建了热交换器的有限元仿真模型，研究热交换器的入口气体流速对其表面温度和压力损失的影响，以及入口气体温度对其表面温度的影响，以翅片长度、角度、宽度及翅片间的间距为设计变量，针对试验数据建立高斯过程回归代理模型，并采用灰狼算法在多目标优化函数空间中寻求最优解。结果表明，与经典的NSGA-Ⅱ算法相比，利用多目标灰狼算法进行优化时所得Pareto解集更为集中，设定的评价指标值也更高；与优化前的几种结构相比，优化后的热交换器表面平均温度有所降低，但压力损失下降显著；与空腔结构热交换器相比，其表面平均温度和压力损失均有提升，压力损失增加幅值在可接受范围内，证明优化后的热交换器能有效兼顾汽车尾气温差发电系统的功率及其车载兼容性。     

一种实验型半导体温差发电仪器的研制

为研究并逐步解决钢铁厂废热、余热重新利用问题,基于塞贝克效应设计并实现了一种实验型半导体温差发电仪器。该仪器主要由温差发电器件、温度控制系统和性能参数显示电路组成。对温差发电模块的输出特性进行定量测试,并绘制相关输出特性曲线,定量分析了影响温差发电仪输出特性的各种因素。实验结果表明:温度和输出功率在一定范围内成线性关系,且采取合理散热方式时会大幅提高温差发电模块输出功率。结论表明:该仪器操作简单、工作稳定,符合仪器低能耗、高效率的发展要求。     

基于电子计算机的余热温差发电技术及其电磁干扰噪声研究

余热发电技术的发展对节约能源有着重要的作用,如果能够将各种设备余热合理利用起来,就能够缓解能源短缺的问题并且减少温室气体的排放。本文针对电子计算机的工作特点,对其余热温差发电技术进行了研究,同时也对温差发电模块的电磁兼容性进行了分析。     

汽车尾气热电转换装置电气拓扑结构优化

针对汽车尾气热电转换装置多个热电器件温差和自身特性的差异,为了最大化发挥各热电器件的发电潜能,对热电转换装置的热电模块进行拓扑结构的优化,基于图论的方法将热电模块的串并联问题抽象为数学问题,再针对性地设计了算法,通过实验室台架实验测试和数据验证,使得热电转换装置对外输出最大功率。     

集装箱船余热回收系统中温差发电模块的热电耦合分析

随着热电发电、热电制冷技术研究的不断深入,热电在船舶余热回收方面有了重大突破.以集装箱船余热回收系统中温差发电模块为研究对象,考虑了热电模块热端和冷端温度差存在温度变化的实际情况,运用ANSYS软件建立了热电单P-N结模型,分析了热电单元温度场的分布规律,得到了温差发电系统的输出特性,根据分析结果进行了温差发电模块用于...     

国外科技

高热效太阳能发电器 英国研制出一种新的太阳能发电器。这种太阳能发电器的光电转换率高达20.3％,并在短期内即可投入商业性生产。 这种新太阳能发电器由12块光电太阳电池组成,每块太阳电池的上方都有一块弗