一种新型汽车尾气多通道热能发电系统

根据温差发电原理,设计了一种新型网格状通气管式的温差发电装置,实现对汽车尾气热能的再利用。通过优化温差发电装置的结构,改变了水箱结构,增加了废热通道数量,能够贴更多的温差发电片,从而提高转换效率。通过UG(计算机辅助设计软件)建立汽车尾气温差发电装置的理论模型,经过计算,当温差等于100℃时该装置的转换效率约等于5.67%。与其他温差发电装置进行比较,热油式温差发电器在260℃温差下最大热能转换效率可达4.389%,而汽车尾气温差发电器输出功率随着烟气温度的升高近似成线性递增,热能转换效率较低[1],通过比较得出,本装置不仅提高了转换效率,且达到相同转换效率时所对应的温差值也相应减少。     

汽车发动机尾气余热温差发电装置结构研究

半导体温差发电技术在低品位余热回收技术领域具有重要的应用价值。汽车尾气温度高,带走的热量约占发动机总量的40%,温差发电技术能直接将废热能量转化为电能回收利用。介绍温差发电装置的设计原理,结构参数对性能影响以及装置输出性能参数,并结合试验对温差发电装置的传热性能和电功率输出性能进行分析以及提出有效的改进方案。     

发动机温差发电仿真系统研究

构建了车用发动机温差发电系统的数字仿真系统,仿真流程是：根据发动机的结构,采用AVL—BOOST软件对发动机的运行工况进行仿真,以获得的排气温度、压力、流速值作为温差发电计算的初始条件;建立温差发电器的几何模型,采用Star—CD软件对它的传热特性进行数值计算,获得转换元件的温度分布,进而可以计算得到温差电源的输出参数。文中针对某型号四冲程汽油机一内置式温差发电器系统,给出了计算实例。     

可同时发电的余热回收系统与试验研究

为了将余热回收与温差发电技术结合起来,建立了一套热回收系统,该系统在回收热的同时还可以发电。建立了相应试验系统,分别采用3组不同流量的冷却水对发电片冷端进行降温,同时收集热量。得出了回收热量和电量与余热温度及水流量之间的关系式,调节冷却水流量可以调节电能与热能回收的比例。研究表明:应尽量使温差发电片冷热两端温差在大于30℃的工况下运行,此时电量和热量回收效率均较高。     

半导体温差发电技术在铝电解槽中的应用研究

介绍了铝电解槽的结构与散热特点,通过计算侧部散热量及测试槽壁热流密度与温度,对温差发电技术在铝电解过程中的应用可行性进行研究。根据电解槽结构特点和温差发电的要求,设计加工温差发电装置,并在电解槽上进行现场实验,对发电装置的输出功率、热电转换效率进行测试计算。数据表明,温差发电在铝电解中应用是可行的,为铝电解过程的节能探索一条新途径。     

高温温差发电装置集热器结构数值仿真研究

设计了一种针对高温烟气的圆筒式温差发电装置,在装置中设置分流桶增强烟气侧的换热效果。利用Ansys Fluent软件对装置的温度场、速度场及排气压降进行仿真模拟,分析了不同分流桶的桶直径、端盖孔直径和分流孔直径对热电模块冷热端温度分布的影响。仿真结果表明：温差发电系统集热器通道中设置分流桶可以实现高效温差发电,分流桶端盖未开孔时装置的换热效果优于端盖开孔结构;适当减小分流孔直径或增大分流桶直径会提升热电模块的冷热端温差,分流孔直径为2 mm时的换热效果最优,分流桶直径过大会使热电模块温度分布及温差的均匀性降低;系统烟气压降会随着分流孔直径的增大或分流桶直径的减小而降低。     

转炉半导体温差发电系统结构设计及数值模拟

设计了一种回收工业转炉余热的半导体温差发电装置。针对转炉转动的特点，研究设计了风冷式的冷端结构。采用Fluent软件对温度分布及速度分布进行了数值模拟，并对计算结果进行了分析。结果表明，采用风扇顸部冲击冷却的形式可达到良好的效果，可使温差发电元件两端温差高达70℃，满足了半导体温差发电温差基本要求，该设计也满足自带风扇负载的要求。     

温差发电技术及其在节能领域的应用

温差发电技术是利用热电转换材料直接将热能转化为电能的发电技术,具有无运动部件、体积小、重量轻、移动方便和可靠性高等特点,是绿色环保的发电方式。随着能源与环境问题的日益突出,温差发电技术在节能领域的应用日新月异,它是合理利用太阳能、地热能、海洋温差、余热和废热等热能转换为电能的有效方式。     

发动机尾气余热温差发电系统的优化

为测量和改进温差发电装置的性能,建立了试验台架进行测试。通过台架试验及计算流体动力学软件分析,确定了温差发电装置内部流场的优化方向。利用ANSYS Fluent软件对不同肋片数目和肋片高度、不同肋片前后端高度、不同装置端口长度等诸多方案进行仿真计算,以热端表面平均温度和流场均匀性为依据,确定了相对较优的方案。根据所选方案进行装置改进和台架试验,在测试工况范围内相比原始方案,冷热端平均温差提高了8.8%,系统输出功率提高了5.8%。     

新型温差发电装置的结构设计

分析了温差发电装置的内部结构对温差发电效率的影响,并在此基础上设计制作出了一种新型温差发电装置,其内部换热通道的横截面为六边形、通道内部带有错排扰流片。通过错排结构使温度差值变大,提高了传热效率。在发动机转速为3 000 r/min、换热通道入口处尾气温度为130~140℃时,其电压在1.112~1.151 V范围内波动,发电功率为1.325 W。并通过温度-电压的函数模拟,得出温度和电压在相应温度下成正比关系     

鹰式波浪能发电装置发电系统研究

文章首先对鹰式波浪能发电装置能量转换系统进行分类,分析了各系统的组成及工作原理,设计了一种液压式和直驱式组合的发电系统,通过模型试验优化了系统中的参数配置,提高了能量转换效率,最后通过实海况试验验证了"鹰式一号"波浪能发电装置的发电系统设计方案的可行性。     

5000t_d干法水泥线余热发电热工参数的计算分析

针对某5 000 t/d新型干法水泥窑系统设计了纯低温余热双压发电系统,对系统各个参数进行了理论计算分析,得到了双压系统中主蒸汽温度和压力、给水温度、高压节点温差和接近点温差、低压蒸汽温度和压力、低压节点温差和接近点温差、系统给水温度对系统发电功率的影响规律.计算结果表明:影响水泥窑余热系统发电功率的因素较多,在进行余热发电系统设计时,应对系统发电功率和经济性进行综合考虑,以选取优化参数.在计算的各工况中,当窑尾余热锅炉主蒸汽温度为300 ℃、主蒸汽绝对压力为1.6 MPa、给水温度为170 ℃、高压低压节点温差为15 ℃、高压低压接近点温差为11 ℃;窑头余热锅炉低压蒸汽温度为180 ℃、低压蒸汽绝对压力为0.25 MPa、系统给水温度为50 ℃,汽轮机背压为8 kPa时,系统发电功率是最大的,达到13 791.878 kW.     

海洋温差能发电测试平台设计及试验研究

为了验证海洋温差能发电技术的可行性,检验关键设备工作性能并提供可靠的数据支撑,设计并建造了一套50 kW级海洋温差能发电测试平台。通过建立有机朗肯循环系统数学模型,研究了冷热源温度对系统性能的影响,同时通过平台运行试验,验证了理论设计模型的准确性并测试了典型工况下系统的运行特性。结果表明：冷热海水温差越大,系统循环热效率越高;测试平台运行结果与模拟结果吻合良好,系统瞬时最大发电功率可达43.9 kW,平均循环热效率为2.49%。     

基于相变蓄热和热电转换的低品位热能热/电联合回收实验研究

针对低品位热能回收,提出一种采用相变蓄热及热电转换技术以实现热能/电能联合回收利用的新方法,回收的热能用于加热连续供给的冷媒水并同时发电。搭建实验系统对其热/电回收性能进行实验研究,结果表明:综合相变材料(PCM)温度及温差变化曲线可较好地反映出系统的相变蓄热规律,冷媒水温升及热电转换量明显且存在由PCM相变效应引起的平稳变化段,占PCM主要相变阶段的16.7%。增加冷媒水流量及热电转换单元(TEM)数量会降低冷媒水温升、提高热电转换量。冷媒水流量、热源输入功率和TEM数量为影响热/电回收性能及蓄、放热时间比的主要因素。间歇性蓄、放热循环实验中冷媒水温升和热电回收功率分别稳定在6~13℃和0.020~0.085W,显示该文提出的热回收方法对间歇性热能回收具有较好的稳定性。     

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。     

太阳能热发电

太阳能热发电是先将太阳能转化为热能．再将热能转化成电能。它有2种转化方式。1种是将太阳热能直接转化成电能;如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等。     

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。     

海洋温差能发电研究现状及展望

阐述海洋温差能发电OTEC(ocean thermal energy conversion)技术的发展历程,分析国内外海洋温差能发电技术的难点和研究热点。重点介绍了闭式循环系统、开式循环系统、卡琳娜循环系统、上原循环系统、国海循环系统等典型温差能发电循环系统的工作原理及装置特点,指出了海洋温差能发电系统今后的研究热点和发展方向。     

闪蒸—双工质循环联合地热发电系统研究

将闪蒸系统发电与双工质循环发电联合,形成一种特殊的能量转换系统,对其进行详细分析,并建立该联合地热电站热力计算的数学模型,以此对电站的功率及效率进行了计算与分析,从中确定该系统的最佳闪蒸温度和由此温度导出的最佳设计参数.计算结果还表明,对给定温度为110℃的地热水资源,当环境冷却水平均温度为28℃时,闪蒸-双工质循环联合发电的最大总功率比闪蒸系统或双工质循环单独发电时的最大功率要大20%以上.此外,电站还生产约60℃的热水以供直接利用.     

直线发电机在流致振动潮流能发电装置中的应用研究

研制直线发电机,并与流致振动潮流能转换装置相结合,探索直线发电机在流致振动潮流能发电领域的应用可行性。通过理论分析推导出流致振动潮流能发电装置的有效发电功率,建立能量转换系统数学模型,在振子直径D为0.12 m、系统刚度k为600 N/m、流速v为0.50～0.75 m/s工况下计算该装置的振子振幅、频率及发电功率,并在相同工况下进行流致振动潮流能发电装置的水槽试验,试验结果与数值仿真结果的变化趋势基本吻合。