汽车尾气温差发电装置热场数值模拟分析

提出了一种改善温差发电装置的热端和冷端温度分布均匀性的集成结构.基于Fluent软件,针对现有汽车尾气废热温差发电系统试验台架所使用的温差发电转换装置进行热-流-固耦合场的数值模拟,完成了发电装置三大子系统:热交换气箱、热电模块以及散热水箱的热场仿真分析,并进一步通过在温差发电装置中做切面的方法具体分析了子系统间热流的情况.根据分析结果,该温差发电装置各子系统间的热流情况符合理论传热原理,该研究可以为汽车尾气温差发电的进一步研究提供基础和参考.     

发动机尾气温差发电装置温度控制系统设计

发动机尾气蕴含很高的能量,采用温差发电技术进行能量回收是一种有效的方法,但是由于市售温差发电片耐高温程度有限,而发动机尾气温度较高,所以无法直接将市售温差发电片直接应用于发动机尾气能量回收.为此,需要通过在尾气系统中增加旁通阀的方式实现温差发电片表面温度的控制.首先,在温差发电片表面布置热电偶测取其表面温度,然后设计单片机系统根据设定温度通过PWM方式来控制旁通阀的开度,从而实现温差发电片表面温度的控制.经实验验证,该系统能够较好地控制温差发电片的表面温度且有较高的精度.     

尾气余热多孔介质热电材料发电的数值试验

汽车尾气具有比较高的温度,在汽车排气管内放置多孔介质,从汽车尾气中得到一个比较大的温差,利用温差发电,提高能源的利用率。根据气固两相局部热平衡的假设,建立排气管内三维稳态数学模型,利用有限体积法进行求解,得出速度场、温度场以及湍动能的分布,得到温度梯度较大的区域,在此区域放置温差发电器件,可以使热电效率得到提升。     

人体温差发电性能研究及可穿戴设备应用

针对可穿戴电子设备存在电池体积大、质量重等问题,本文基于塞贝克效应的热电转换原理,设计了一套体积小、质量轻的供电装置。对不同型号温差发电模块进行特定工况下的性能测试实验,并对工况传热过程进行Fluent数值模拟,科学地验证了实验数据的准确性,总结出散热片优化的必要性。研究结果表明,该装置可利用人体与环境间温差,实现温差发电,并为可穿戴设备供电,对装置进行散热优化,进一步提高发电量。此外,通过对实验和数值模拟的分析,设计一款基于微型热管散热的智能手表发电装置,并在结构上对装置冷端进行传热优化设计,其最终输出功率可达0.3 W。该研究证明了温差发电模块应用于可穿戴领域的可行性。     

温差发电过程仿真分析

为了能够更方便地研究温差发电过程,基于ANSYS软件建立了温差发电模型,并在验证该模型的基础上进行了相关分析。分析结果表明:温差发电模型需要考虑接触热阻和接触电阻的影响,否则该模型无法正确描述温差发电过程;电偶臂长度对温差发电过程有较大影响,在一定的外部条件下,电偶臂长度存在理想值,且在该理想值两侧发电器输出功率的变化规律与电偶臂长度变化规律相反。同时,根据实验对比结果可知该模型有较好的精度,可以用于后续分析。     

基于温差发电的锂电池充电装置的设计与实现

针对工业高温旋转环境下对温度采集仪器的供电比较困难的问题,该文设计了利用温差发电产生的电能作为能量的一种锂离子电池充电装置。分析了温差发电模块的输出电压／输出功率与温差的关系,然后根据温差发电模块输出电压不稳定的特点,设计了稳压电路,并用BQ2057W芯片实现对锂离子电池的智能充电管理。实验结果显示,该装置能够实现对电能的良好管理。     

解冻冷源温差发电模拟实验装置的设计与开发

针对冷冻产品化冻过程中所产生的冷能回收利用问题,开发了一款基于温差发电的解冻水冷能回收利用装置,完成了测量显示系统、温差发电系统和解冻水模拟系统的组建,并以之为平台进行了实验研究。实验结果表明:利用解冻水可以实现温差发电,提供了一种新能源发电系统,具有一定的应用前景,但未解决温差发电片自身导热造成的两端温差较小的问题,实际应用中可以考虑利用风进行热端的能量交换。     

半导体温差发电在机车能量回收中的应用

利用半导体温差发电技术对电力机车冷却系统散热器中的废热进行回收,并将散热器中所含的低品位能源转化为电能储存在蓄电池中。通过对电力机车冷却系统余热的回收和转换及温差发电性能的分析,建立了温差发电系统模型;并针对温差发电系统的输出电压不稳定问题,设计了稳压电路;通过Matlab/Simulink仿真分析验证了设计的可行性,为此后的蓄电池组储能奠定了基础。     

温差发电元件串并联性能实验

为降低数据机房的能源消耗,研究了温差发电技术回收利用数据机房低温余热的装置设计,并通过搭建的小型温差发电模拟装置进行了实验研究,得到了不同数目温差发电片的热电模块在不同温差下的短路电流、开路电压和负载功率的实验数据。分析结果表明:温差发电片按串联、并联方式连接的短路电流和开路电压均随温度差和连接温差发电片数目的增加而增加;低温差条件下,所设计的小型温差发电模拟装置不考虑接触热阻时,热电模块的内阻为100左右;10~20℃的温差可以作为数据机房用于回收利用低温废热的温差发电装置工作温度。     

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.     

热电腿几何位形对热电发电器性能的影响

热能可通过热电发电器(thermoelectric generator, TEG)直接转化为电能,提高TEG的性能是推进其广泛应用的关键。研究了热电腿几何位形对TEG性能的影响。采用了有限元方法求解热电耦合方程,在稳态的条件下,计算了采用长方形截面和梯形截面两种热电腿的TEG的性能。结果表明,采用长方形截面热电腿的TEG的输出功率(P_(out))比其他TEG的P_(out)相对高出28.1%。但其热电转化效率(η)处于较低水平,且比最大值相对低10.5%。     

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。     

发动机冷却系统内纳米流体强化换热模拟

为了提高发动机的经济性、可靠性,研究了以纳米流体作为冷却系统内的新型高效换热工质时的传热效果.分别对水、TiO2纳米流体、Al2O3纳米流体和CuO纳米流体的冷却效果进行了模拟研究,得到了冷却系统的换热系数及压力分布图.研究结果表明:TiO2、Al2O3和CuO这3种纳米流体能显著提高发动机的散热性能,与水相比,三者的平均表面换热系数分别提升了10.82%、8.43%和11.24%,而泵功则分别只增加了1.06%、1.30%和1.98%.以纳米流体作为冷却介质时,能以很小的泵功损失增加量带来换热系数的大幅度提高,有利于增强冷却系统的换热.     

汽车尾气-热电材料耦合传热过程的CHT模拟

该文针对柴油机实验用三支管排气管建立了对应的二维气体流动传热的数学模型,并对排气管的流场进行数值模拟.又对安装热电材料的排气管进行气固两相耦合传热模拟,与未安装温差发电器件的模拟结果进行比较,结果表明壁面热电材料对总管中的速度,压力分布影响不大,但增加了边界的热流量,这对热电材料发电器的设计有指导意义.     

自适应工资系统中规则引擎与系统生成器的研究

研究如何将规则和规则引擎引入工资计算与管理系统中,开发出基于规则和规则引擎的自适应工资系统的生成系统,用于生成能适应各个不同用户所需的工资管理系统;设计了规则引擎和系统生成器的基本结构;提出了"工资计算条例产生规则、规则生成用户工资系统、用户工资系统匹配计算条例"的规则引擎推理机制.     

热电偶臂构型尺寸对环形热电发电器性能的影响

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s_r>2时,可以基于理想模型指导环形热电发电器的设计计算.     

纵向涡发生器对强化传热的影响

纵向涡发生器可以产生纵向涡,而纵向涡可以影响流体的结构,进而可以影响它们的传热过程.通过使用FLUENT计算软件和粒子图像测试仪(PIV),采用数值模拟和实验来研究布置一种新型纵向涡发生器的流场的非定常流动特性及它对槽道的传热的影响.新型涡流发生器为高宽比为0.5的斜截椭圆柱体.数值计算所用的湍流模型为大涡模拟.将数值模拟和PIV实验结果进行比较,两者的涡量场等极为相似,证明数值模拟的计算准确性.模拟和实验表明:高宽比为0.5的斜截椭圆柱体可以产生纵向涡,可以提高槽道的对流换热系数,起到强化传热的作用.     

辐射离散坐标法在柱形炉膛中的辐射传热计算

利用离散坐标法对圆柱形炉膛辐射传热进行了计算,结果与计算精确的区域法的计算结果符合较好;同时又利用离散坐标法和热流法对旋流燃烧室温度场进行比较计算,结果表明：离散坐标法计算结果与文献中实验结果符合较好;离散坐标法具有较好计算精度,可应用旋流燃烧辐射计算中.     

具有湿处理功能的燃气机热泵节能分析

通过建立数学模型的方法研究了具有热湿联合处理能力的燃气机热泵的节能情况,该系统比常规电力复合式空调系统节能效果明显。夏季,系统总的一次能源最大节能63%以上,冬季系统总的一次能源能耗最大节能可达75%以上。系统具有良好的部分负荷特性,最大一次能源利用率可达到1.9。燃气机热泵增加了湿处理功能,扩大了燃气机热泵的应用范围。     

含不凝气蒸汽在锯齿形表面的凝结传热特性

为了在含不凝气蒸汽凝结过程中获得更高的热效率,提出新型锯齿形强化板并建立其二维模型,使用Fluent软件对锯齿形强化板和相同规格波纹板的凝结传热特性进行对比研究。建立可同时计算不凝气层及液膜层的凝结传热模型并在数值模拟中通过用户自定义函数进行编译,模型的可靠性通过和相同工况下的试验进行对比得到验证。数值模拟得到两种板型表面的两相流动及热质交换特征,发现相比于波纹板,锯齿形板能够显著提高不凝气层的紊流度,利于相界面处传热传质过程的进行;锯齿形板的液膜会在波节的齿峰处产生周期性的断裂后在下游壁面上重新形成并在波谷处达到最大厚度;相比于波纹板,在所研究工况内锯齿形板的换热能力总体提高60%以上。