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。     

基于温差发电的船舶余热利用系统节能设计

简述了温差发电技术的工作原理及结构组成,基于塞贝克效应设计了一种发电模块与电能管理模块构成的温差发电装置。论述本设计在船舶领域上的应用原理及前景。介绍本系统设计的结构原理,分析本系统及设计的经济效益,并与其他类型的节能设计作分析比较。     

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。     

面向大空间烟气余热的管式温差发电装置研究

电厂等工业领域存在大量高温烟气，温度为100～150℃,有大量余热可回收利用。温差发电技术在中低温余热能量回收中有重要应用，但现有的温差发电装置通常将烟气引入装置内部进行换热发电，难以满足电厂等大空间烟气余热场景的工程应用需求。对此，设计研制了一款使用方式类似于低压省煤器，可放置于烟气内部的管式温差发电装置。搭建了大型烟道试验平台，研究烟气温度、烟气流速、冷却水流速对管式温差发电装置发电性能的影响规律。当进口烟气温度为150℃,烟气流速为1.8 m/s,冷却水温度为20℃,冷却水流速为1.15 m/s时，获得37.35 W的输出功率，并且转换效率达到1.95%。这一研究为温差发电装置的设计提供了新思路，对推动温差发电技术走向工程应用具有重要意义。     

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.     

一种半导体温差发电系统

介绍了一种新型的半导体温差发电模块,对其性能进行了一些研究,并在此基础上构建了一套小型发电系统,可利用煤灶、篝火等发电、储电从而用以照明等.其中考察了发电模块的不同串并组合矩阵的输出功率,设计了为蓄电池充电的稳压充电电路,并使设计的模块矩阵与蓄电池稳压充电电路匹配,使其输出功率达到最大.     

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。     

热管式船舶烟气余热温差发电装置的设计与研究

本文设计并搭建了利用热管强化传热的船舶烟气余热温差发电实验装置,并选取三组热源温度(275℃、300℃和325℃)开展实验,验证了该装置的可行性,并得出热源温度是影响温差发电装置输出性能的主要因素,为节能减排提供了方法和依据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

定桨距风力发电机组发电性能提升技术研究

针对我国高原地区多数定桨距风力发电机组长期处于欠发状态,发电性能未达到设计要求的问题,对定桨距风电机组发电性能提升技术进行了研究,结合高原地区空气密度低、温差大等环境特性,提出了一种桨叶加装加长节技术,通过在桨叶根部加装加长节的方式增大了风轮扫略面积,从而提升了机组发电性能,利用Bladed软件仿真不同长度的加长节,进行了经济效益、载荷计算和强度校核分析,获得了最优加长节长度为650 mm。研究结果表明:桨叶加长节技术实施后,通过连续一年采集发电数据,获得机组年发电量的增益率为8.64%,静态投资期约3年,机组寿命期内发电量增益约168万元,具有很好的经济性和推广性,可为我国定桨距风力发电机组发电性能提升技术研究提供一定的参考。     

基于温差发电的自动搅拌马克杯设计与实现

针对当前市场上销售的普通马克杯功能单一,带有电动搅拌功能的马克杯搅拌不均匀,能源损耗的情况,设计了一种基于温差发电的自动搅拌马克杯。采用温差发电作为供电来源,实现全自动搅拌,杯内温度可实时监测。设置杯内饮料的保温温度,具有操作人性化,界面友好,能源合理应用的特点。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于I3070的核电站板件测试方法研究

仪控设备是核电站分布最广,最主要的电仪设备。随着运行时间的增加,仪控设备的故障率也不断的增加,如何在出现故障之前发现故障点,减少由仪控板件老化引起的事故,成为一个必须解决的问题。本文基于MID技术,以安捷伦I3070为平台,以仪控板件FE7C21为例进行测试和分析,对于以后基于MID技术对核电厂电仪设备进行故障预诊断和在线维护,提高机组安全运行水平有重要作用。