多级热电发电机特性分析与性能优化

基于非平衡热力学理论,建立多级热电发电机的数值分析模型,以数值算例分析其各级热电单元数相同时的基本输出特性,并在热电单元总数一定的约束下,分别以功率和效率为优化目标,优化热电单元在各级间的配置和工作电流。各级热电单元数相同时,一定工作电流下,由高温侧至低温侧,各级温差呈等差递增分布,功率和效率依次增大,分别存在两个最优工作电流对应最大功率和最大效率。当工作温差和Seebeck系数较小时,各级单元数相同可获得最大功率;当温差或Seebeck系数较大时,热电单元数由高温侧至低温侧依次增大且呈等差分布可获得最大功率;对热电发电机各级配置相等数目的热电单元可获得最大效率。     

热电发电机驱动热电热泵联合循环热力学分析

建立了新型的热电发电机驱动热电热泵联合循环模型,基于非平衡热力学理论,对装置性能进行分析,导出了供热率、无量纲供热率和供热系数与热电单元比等参数的解析式,研究了该型装置最大供热率和最大供热系数对应的最优工作电流和最优热电单元分配,分析了发电机高温热源温度、热泵供热空间温度等对装置供热率、供热系数、最优工作电流和最优热电单元分配的影响,并给出了不同发电机热源温度下,供热系数与无量纲供热率的关系曲线.     

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...     

磁流体动力循环有效功率优化

以有效功率作为目标函数,基于已有研究建立的磁流体动力(MHD)循环模型,应用有限时间热力学理论,研究其最优性能.导出恒温热源条件下MHD循环的有效功率表达式,分析循环参数对有效功率性能的影响,比较最大有效功率和最大输出功率两种目标函数下循环的性能差异.结果表明,当MHD发电机和压缩机效率ηc=ηe=1时,有效功率与效率...     

两级热电热机的有限时间热力学分析

建立了考虑外部传热影响的两级半导体热电热机模型,用有限时间热力学对牛顿传热规律下两级半导体热电热机的性能进行分析,导出了功率、效率与工作电流的一般关系式,得到了两侧换热器的最优面积分配和热电单元数的最优分配,并分析了多种因素对其性能的影响。     

汤姆逊效应对热电发电机驱动热电制冷机装置性能的影响

建立了包含汤姆逊效应的热电发电机驱动热电制冷机(TEG-TEC)装置热力学模型,运用非平衡热力学理论和数值计算方法进行了性能分析,对比考虑和不考虑汤姆逊效应2种情况,分析了汤姆逊效应对装置性能的影响。结果表明,汤姆逊效应使TEG-TEC装置性能降低,且降低幅度随热电发电机高温热源温度或制冷空间温度升高而减小。当热电发电机热节点温度和热电制冷机冷节点温度分别取450K和285K,热电单元比取0.5时,汤姆逊效应使制冷率降低29.98%,使制冷系数降低23.02%,使极限制冷温差降低11.35%。考虑到汤姆逊效应的影响,应当将有限数量的热电单元适当多地分配到热电发电机中。文中结论为实际TEG-TEC装置的设计和运行提供了理论指导。     

联合热电装置极限工作温差研究

基于非平衡热力学理论，对联合半导体热电装置循环模型的工作温差进行研究。分别针对热电发电机驱动热电制冷机和驱动热电热泵两类循环模型，给出了一定热源条件下，装置的极限工作温差同热电单元比的关系，并研究了极限工作温差随发电机高温热源温度的变化规律。     

沼气与液化石油气热电联产试验对比研究

通过搭建小型实验平台,对基于燃气内燃机的热电联产系统在不同燃料下的机组性能和系统性能进行了探究。通过测得的发电功率和燃气流量计算出燃气发电机在不同负荷下的发电效率和燃烧功率,进而计算出不同燃料下热电联产系统的系统总效率并加以比较。试验结果表明,燃气内燃机组的发电效率和系统总效率随着电负荷的增大而增大;使用沼气作为燃料时,系统总效率最高可达到46.96%,高于使用液化石油气作为燃料时的系统总效率;用电负荷是影响系统各种效率的主要因素之一。     

微小型热电发电器建模及优化设计研究

微小型热电发电器由于尺寸较小,接触内阻以及结构的覆盖层、导流层等对输出功率和热电转换效率都有不可忽视的影响。结合上述因素,并考虑到汤姆孙效应,建立了微小型热电发电器输出功率和效率的数学计算模型。并以最大功率或者最大质量(体积)比功率为目标函数,对最大功率时的负载电阻、电偶臂对数和电偶臂长度等性能参数进行了优化分析,得到了相应的计算公式,为进一步的设计提出了理论指导,并通过实验进行了性能分析验证。最后分析了微小型热电发电器新的加工工艺和发展动向。     

铁电晶体热电转化回热循环的性能优化准则

考虑铁电晶体热电能量转化回热循环的有限时间性以及热阻和铁电介质的损耗等不可逆因素，定义回热循环能量转化的特征参量λ，对循环性能进行优化研究，给出铁电晶体热电转化最大输出功率状态下的优化准则以及功率与效率协调的优化准则，为回热式电晶体热电能量转化装置的优化设计提供理论依据。』