接触热阻和电阻对温差发电器输出功率的影响

温差发电器与设备连接时存在一定的接触缝隙,存在接触热阻和接触电阻,从而影响温差发电器输出功率计算的准确性,故基于数值计算方法分析了接触热阻和接触电阻对计算结果的影响.结果表明:在数值分析过程中必须考虑接触电阻和接触热阻,否则会出现与实际相悖的结论;在考虑接触热阻的过程中需要知道接触热阻的准确数值,否则即使考虑接触热阻,也可能会由于数值不准确导致结果失去参考价值;无论是否考虑接触热阻值和接触电阻值,随着外接电阻值的改变,输出功率和效率都存在极值.     

相变材料储热对热电模块发电性能的影响

研究了相变材料储热对热电模块(thermoelectric module,TEM)发电性能的影响。通过将相变材料直接嵌入到TEM与热源接触的位置,当热源停止工作或被移除时,TEM可利用相变材料在升温阶段存储的热能继续发电。实验结果表明,在冷端温度设定的条件下,增大相变材料的高度和直径,可增强嵌入相变材料的TEM的发电性能。在该实验中嵌入相变材料量最大的TEMd30h8发电量相较于没有嵌入相变材料的TEM增加了约12.68%。     

嵌入式相变材料对热电发电器件性能的影响

热电器件(thermoelectric generator, TEG)能够直接将热能转化为电能,且具有体积小,无运动部件,寿命高,运行成本低等优点。相变材料(phase change material, PCM)在相变时能够恒温吸收、释放大量热量,因此被广泛应用于热电发电领域以稳定热端温度。设计了一种嵌入式的相变-热电(PCM-TEG)系统,探究了热源停止供热后的一段时间内,相同体积不同长度的PCM对TEG发电性能的影响。结果表明,被PCM包裹的长度与总长度的比值为40%时, PCM-TEG系统产生的电能最多,与不使用PCM相比,热电发电器件的输出电能增加了76.06%。PCM的使用能够提高热电发电系统对热能的利用率,且在使用的PCM的体积一定时,需要优化PCM包裹热电臂的长度以提升热电发电器件的输出热能。     

利用汽车尾气余热温差的热电转换技术

介绍了利用温差进行发电的原理、热电材料、温差发电装置结构等。重点探讨了汽车发动机尾气余热温差发电装置设计开发的具体步骤。该技术节约能源,绿色环保,应用前景广阔。     

换热影响下的接触热阻估计

本文利用已有的实验数据，估计了接触热阻的大小．在分析中除了考虑到原始数据的测量误差外，提出了平均换热系数以表征热量在传递过程中的散失或吸收，构筑了一个新的二次函数．计算结果对于解释实验数据十分有效．     

粗糙表面接触热阻的理论和实验研究

本文分析了两固体粗糙表面接触热阻的机理，用统计数学和接触力学的方法推导出粗糙表面接触热阻的理论计算公式，并用实验进行了验证．结果表明：理论计算结果和实验结果吻合良好     

直接接触固液相变制冰及冰蓄冷系统的研究进展

综述了直接接触固液相变制冰、强化制冰的方法及冰蓄冷系统的研究进展，到目前对冰技术相关的固液相变传热问题的研究与发展现状，提出了一些有待研究解决的问题。     

用于降低接触热阻的复合黏结材料的制备优化

基于提高吸附床的导热性能,研制一种可涂于吸附床与吸附剂之间降低接触热阻的耐高温耐腐蚀的高导热复合黏结材料。通过稳态试验研究导热填料、稀释剂与偶联剂等因素对复合黏结材料热导率的影响,采用正交试验方法优化复合黏结材料的配制方案。研究结果表明:复合黏结材料的导热性能随着Al₂O₃导热填料的质量分数的增加而提高,采用10 μm Al₂O₃导热填料粒子的导热性能略高于采用35 μm Al₂O₃导热填料粒子的复合黏结材料,10 μm Al₂O₃导热填料粒子用质量分数8%的偶联剂处理,复合黏结材料的热导率最高。采用适当配比的导热填料、稀释剂与偶联剂能显著提高复合黏结材料的热导率。     

太阳能温差发电系统热电性能的分析

温差发电技术是利用塞贝克效应直接将热能转化为电能的发电技术,是一种绿色环保的发电方式.本文对半导体温差发电模块的实际传热模型及温差发电系统的热电性能进行分析.探索温差发电系统达到较优性能时与各相关参数的关系,为以后的深入研究提供有价值的理论依据.     

钢混凝土界面接触热阻试验研究

火灾条件下钢管与混凝土间界面热阻对结构温度场有很大影响。利用INSTRON 8874型高温材料试验机的高温接触热阻试验装置对钢-混凝土界面接触热阻进行了试验研究,根据各测点的温度时间历程曲线,利用多项式拟和方法外推得到钢、混凝土界面处温度值,通过热传导方程和接触热阻定义得到了界面接触热阻。试验结果表明,不同界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值比较稳定,与文献结果相比有一定可靠性;无界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值离散性大,随温度变化明显。     

新型管状相变材料热管理系统的数值仿真与实验研究

设计了一种新型的管状复合相变材料(tubular Composite PCM,t-CPCM)结构,用以替代传统的块状复合相变材料(block-shaped Composite PCM,b-CPCM)结构,将其耦合强制对流换热后应用于电池热管理。仿真结果表明,相比于b-CPCM电池仿真模型,t-CPCM电池仿真模型不仅流道分布更加均匀,而且对流换热面积更大,理论计算得出的对流换热热阻仅为0.8 K·W⁻¹,是b-CPCM电池仿真模型的1/20。实验结果表明,t-CPCM电池模组优异的散热性能可以有效地控制电池温度,t-CPCM电池模组的最高温度仅为46.9 ℃,温差为0.8 ℃;而b-CPCM电池模组的最高温度高达51 ℃,温差均为5 ℃。所设计的管状复合相变材料在电池热管理方面具有良好的应用价值。     

高温相变储热单元模拟研究与计算

运用Fluent软件对圆形储热单元内部LiCl高温相变材料熔化过程进行二维数值模拟。模拟结果表明：不同位置的LiCl都会出现恒温＂平台＂,其平台的长度和出现的时间间隔随空间位置的不同而有显著差异;随时间的增加,储热单元储热量在相变区明显增大,其储热功率也相应出现了最大值。相变材料的导热系数、相变储热单元的形状和空间尺度以及其恒温隔热装置是改善相变储热系统储热性能的关键性因素。     

制备工艺对SA/ATTP复合储热材料结构和性能的影响

以硬脂酸为相变材料,以甘肃临泽工业级凹凸棒石为载体,采用热熔法和溶液浸渍法制备了2种硬脂酸/凹凸棒石复合相变储热材料,采用FTIR、XRD、DSC和SEM等手段进行了结构表征和性能测试。结构分析结果表明制备方法对材料的结构和形貌不会产生影响,2种材料具有相似的形貌和结构,SA分别以38.64%和29.13%的比例以物理作用吸附于ATTP表面。性能分析结果表明热熔法和浸渍法制备的复合储热材料其相变温度峰值分别为57.3℃和55.2℃,相变潜热分别为68.71J/g和51.79J/g,均具有较好的储热能力和化学稳定性,且储热能力和SA在ATTP表面的吸附率成正比,但热循环实验表明浸渍法制备的复合材料的热稳定性较差。结合储热性能、储热稳定性和化学稳定性的研究,证明熔融法更适合于制备建筑智能调温和建筑节能相变复合材料。     

基于接触热阻的高速精密电主轴热特性分析

主轴系统热问题是高精度机床必须要考虑的关键问题,接触热阻的大小影响机床的传热性能,从而影响其加工精度.利用表面接触的分形理论,计算接触面的量纲一的接触面积,针对接触微凸体的热阻由基体热阻和收缩热阻形成接触对,建立了一个考虑接触界面基体热阻和收缩热阻的表面接触热阻模型,讨论了不同的分形参数对接触热阻的影响.以立式加工中心电主轴系统为研究对象,分析了电机的损耗发热和轴承的摩擦发热,运用有限元软件对电主轴模型在有无接触热阻2种情况下的稳态温度场和稳态热变形进行仿真分析.讨论了有无热阻情况下电主轴温度和变形变化量,论证了接触热阻对电主轴热温度场和热变形的影响.结果表明:电主轴考虑接触电阻时温度将升高,变形将增加.     

Role of Composite Phase Change Material on the Thermal Performance of a Latent Heat Storage System: Experimental Investigation

复合相变材料对潜热储能系统中热性能作用的实验研究

Jasim Abdulateef¹, Ahmed F. Hasan^2*,Mustafa S. Mahdi²

（1. 迪亚拉大学 机械工程系,巴古拜 32001,伊拉克;2.迪亚拉大学 化学工程系,巴古拜 32001,伊拉克）

摘要：

石蜡是可用于潜热储能系统单元（LHSU）的理想的相变材料（PCM）。这种潜热储能单元的使用因相变材料导热性差而受到限制。本文采用铝和相变材料制成的金属泡沫生产复合相变材料,以此作为相变材料-潜热储能单元中的导热材料,并使用水作为传热流体（HTF）。通过实验,评估了使用纯相变材料和复合相变材料的潜热储能单元的传热特性。研究包括熔化和凝固过程中相变材料的时变可视化。此外,热存储室内放置一个热电偶网络,记录每个过程的温度分布。结果表明,复合相变材料-潜热储能单元在熔化和凝固过程中均表现出较好的性能。由于金属泡沫的作用,复合相变材料-潜热储能单元的熔化时间比简单的相变材料-潜热储能单元快83%左右,凝固时间减少85%左右。

关键词：相变材料;金属泡沫;潜热;复合相变材料

     

相变木塑围护结构热工性能实验与数值模拟

为对相变木塑围护结构的热工性能进行研究, 以相变木塑复合构件为基础制成缩尺实验箱, 对箱内温度实时监测, 采用辐射蓄热、对流放热的方式对相变木塑复合构件的热工性能进行了测试, 得出:相变木塑墙体比普通木塑墙体有更理想的室温调节能力, 光照的不足对墙体蓄、放热能力影响很大, 相变木塑墙体在阴天光照条件下相比于晴天温控能力大大降低.为对相变木塑围护结构的热工性能进行改善, 建立相变传热物理模型及数学模型, 利用MATLAB软件进行室内温度、相变内墙与室内空气对流换热量、相变内墙表面温度的数值模拟, 得出:提高材料导热系数及增大墙体对流换热强度均能改善相变木塑墙体的热工特性, 随着导热系数的增加, 夜间室内平均温度由15.2℃升至15.7℃, 同时对流换热量和内墙温度增加, 但增加幅度十分有限, 随着对流换热强度的增加, 夜间室内平均温度由15.2℃升至16.3℃, 同时夜间相变墙体表面对流换热量显著增加, 增加幅度明显, 所以提高对流换热强度更具热工性能的改善潜力.     

镍泡沫定型相变材料制备与性能研究

聚光光伏热电耦合系统(CPV-TE) 通过聚光增大光照强度, 提升热电模块两侧的温差进而提高热电效率, 但聚光同时也带来光伏电池温度过高等问题。提高冷端换热能力是降低光伏温度, 提升热电冷热端温差的有效手段。研究了不同光强下, 冷端冷却温度、冷却水流速以及不同冷却介质对CPV-TE 的影响。研究发现降低冷却水温度 和提高介质流速, 不仅降低光伏电池温度、提高光电转化效率, 而且增大热电模块两侧的温差提高热电效率。采用MWCNT- 水纳米流体作为换热介质, 可以进一步提升冷却效果进而提高系统整体输出。