热电偶臂构型尺寸对环形热电发电器性能的影响 |
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作者姓名: | 张爱兵 闫文凯 庞丹丹 王保林 王骥 |
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作者单位: | 1. 宁波大学 机械工程与力学学院 压电器件技术实验室,浙江 宁波 3152112. 河南城建学院 河南省水体污染防治与修复重点实验室,河南 平顶山 4670363. 西悉尼大学 工程学院 基础设施研究中心,澳大利亚 新南威尔士 彭里斯 2751 |
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基金项目: | 宁波市自然科学基金资助项目(2019A610151);浙江省自然科学基金资助项目(LY17A020001) |
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摘 要: | 基于一维稳态热传导理论提出环形热电发电器(ATEG)的数学物理模型,考虑P型和N型热电偶臂的构型尺寸、材料热电性质不对称性以及界面接触阻力对其输出性能的影响. 针对理想的环形热电发电器,基于最大能量转换效率原则建立P型和N型热电偶臂构型尺寸与材料性质间的最优定量关系. 考虑界面接触热阻和界面接触电阻效应的影响,给出相对于精确解更方便实用的电流线性简化解,确定环形热电发电器最大输出功率、最大能量转换效率对应的P型、N型热电偶臂圆周角度比. 发现界面接触对小尺寸器件的热电偶臂圆周角度比影响显著,但随着器件构型尺寸的增大,比值逐渐趋近于理想器件的结果.当器件尺寸参数sr>2时,可以基于理想模型指导环形热电发电器的设计计算.
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关 键 词: | 环形热电发电器 热电偶臂构型尺寸 接触阻力 输出功率 能量转换效率 |
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