半导体温差发电装置的性能研究

温差发电是一种绿色环保的发电技术, 它可以直接将热能转化为电能. 该技术具有体积小、 重量轻、 移 动方便和可靠性高等特点. 它可以利用太阳能、 地热能、 海洋温差、 余热和废热等热能进行能量的转换. 作为一种替 代选择, 温差发电技术具有巨大的潜力和良好的发展前景     

聚光光伏与温差联合发电装置的研究

针对太阳能量利用率较低的现状,设计了基于砷化镓多结太阳能电池、半导体温差发电片的聚光光伏与温差联合发电装置.通过测量得出单独聚光光伏发电模块在几何聚光比为75时光电转换效率最大,达31.87%;而在加了半导体温差发电模块之后在几何聚光比为112时系统光电转换效率达32.81%,提高了整体光能量转化电能效率.     

带有压缩机余热温差发电装置的家用空调性能试验研究

世界范围内的能源危机和环境污染日益严重,为了充分利用家用空调系统中的低品位能,提高空调性能,降低空调能耗,对带有温差发电装置的家用空调性能进行了试验研究。试验结果发现:在额定制冷工况下,利用压缩机余热发电装置的空调系统与空调原型机相比输入功率降低43.5W,制冷量提高2.8%,能效比提高9.0%。温差发电装置中发电片冷热端最大温差为17.5℃,平均温差为13.2℃,冷热端温差较小。系统性能还可通过改变冷却方式和优化系统来提高。因此,温差发电技术在家用空调余热回收方面具有广阔的应用前景。     

网翅片换热器换热性能的实验研究

换热器空气侧换热效率低是换热器领域的难点,管翅换热器是目前应用广泛、性能较优的换热器。为了寻求更好的换热器制作材料,以铜网片替代管翅换热器的板翅片,研制三种与市售管翅换热器同等尺寸(40×80×180 mm)的网翅片换热器进行换热性能实验对比,实验结果表明：研制的网翅片换热器相比于管翅换热器,在自然对流下热阻能降低35%;在强制对流下热阻能降低75%,网翅片换热器的温升是管翅换热器的20%。     

SP1848温差发电片的实验研究

用自制的温差发电实验仪测量了 SP1848温差发电片在不同温差(10 ℃、20℃、30℃、40℃、50℃)下的电学输出特性数据。测试结果表明:输出电流与负载R成反比;输出电压先随负载迅速增大,然后逐渐趋于饱和,输出功率先随负载从0迅速增大至最大值(负载电阻8-15Ω区间达到最大值),然后逐渐衰减至0;最大输出功率随温差呈非线性关系,可用二次函数进行拟合。实验结果显示,所制备的温差发电实验装置数据合理,较为准确,可以运用到实验教学中。     

自启动太阳能温差发电系统

基于现有的温差发电理论,建立太阳能热水器与温差发电片组结合的自启动温差发电系统模型.作为大学生物理演示实验仪器的制作实践,设计了其温差发电片组在温差条件变化情况下的发电输出功率和维持稳定温差所需水泵的消耗功率、水泵流量和体系热散失关系的物理实验,并验证了自启动温差发电模型的可行性.     

影响波纹换热管换热性能因素的数值模拟研究

为研究工业生产中应用的波纹换热管换热性能以及相关的影响因素,课题中应用FLUENT软件建立了6种当量直径相同,波高和波距不同的波纹管模型,以常温下水为工质,设置不同的雷诺数并进行数值模拟。模拟结果显示,波纹管的波高波距比和雷诺数作为影响波纹管换热性能的两个重要因素,对波纹管的换热系数有着较显著的影响。其中,在一定范围内波纹管的换热系数随着雷诺数的增大而增大,另外,当波纹管的波高波距比值在0.24～0.26范围之间时波纹管的换热系数可以达到一个相对较优的值。     

温差发电———种新型绿色的能源技术

本文以应用举例介绍了温差发电的原理 ,对这一领域国际发展状况进行了简要的综述和评论     

半导体温差发电过程的模型分析与数值仿真

本文提出一种新型的半导体温差发电模型,在温差发电过程的数值模拟中考虑了热电单元之间封闭腔体内空气传热的影响.同时进一步运用有限元的数值计算方法对不同电臂对数和不同型号温差发电模型的温度场、电压场进行了数值仿真计算,并对仿真结果进行分析.结果表明:采用127对热电单元模型计算的能量转换效率随冷热端温差增大而迅速提高,与采用1对热电单元模型计算的能量转换效率之差从冷热端温差为20℃的0.39%提高到冷热端温差为220℃时的5.16%,能量转换效率比1对热电单元平均高出3.02%.冷端温度恒定在30℃时,温差发电芯片的输出电压、功率以及能量转换效率均随着电偶臂的横截面积的增大而提高,且电偶臂冷热两端的温差越大提高幅度也越大,而温差发电芯片内阻则与电偶臂横截面积成反比关系,当温差为220℃时对应的输出功率最高达28.9 W.     

热管型散热器换热性能的实验研究及数值模拟

本文对一种可用于LED组灯源的热管型散热器在大空间自然对流条件下的换热性能进行了实验研究和数值模拟,主要研究了散热器倾斜角度对其换热性能的影响.研究结果表明:散热器的倾斜角度对散热器的换热性能有较大影响,散热器换热性能随倾斜角度的增加先恶化再变好,在倾斜角度为30°左右时其换热性能最差;在相同倾斜角度下,辐射换热量随加热功率的增大呈近似线性增大,但辐射换热量占总换热量的比例较小,在7%以下.     

补偿腔支路对环路热管传热性能影响的实验研究

在环路热管系统工作中,存在因补偿腔温度过高而造成的蒸发器烧干现象。在常规环路热管系统中设计了补偿腔支路,以带走热源向补偿腔传递的径向热量,并对设计的环路热管系统进行实验测试,分析补偿腔支路对环路热管传热特性的影响。实验结果表明:补偿腔支路开启后,在热流密度14 W/cm²时,系统稳定启动所需时间从4 min减少到3 min,表明系统稳定启动所需时间减小,有利于快速启动;在热流密度18 W/cm²下,对应的壁面温度从88.2℃降至85.4℃,系统热阻从0.56 K/W减小到了0.49 K/W,表明系统所能承受的最大热流密度更大,系统热阻也更低,因此系统的传热性能更好。     

分离式螺旋热管在蓄冷系统的换热特性分析

阐述了分离式螺旋热管的换热特性,并提出了将螺旋热管应用于蓄冷系统的新方案。建立了分离式螺旋热管的换热模型,分析了热流密度、充液率以及几何尺寸对螺旋热管管内换热的影响,为螺旋热管结构的优化以及在蓄冷系统的应用提供了理论依据。     

微小型矩形槽道平板热管传热性能的数值模拟

在充分考虑槽道内汽-液界面剪切摩擦力下,建立了微小型矩形槽道平板热管的数学模型,通过迭代计算得出工质质量流量、流体和蒸汽平均流速、汽一液界面弯月面半径及蒸汽和液体压力沿轴向分布规律,最后对热管外壁面温度值的计算结果和实验结果进行了比较,两者数值基本一致,证明了所建数学模型与实际相符,对热管的理论分析具有指导意义。     

KKL correlation for simulation of nanofluid flow and heat transfer in a permeable channel

Hydrothermal behavior of nanofluid fluid between two parallel plates is studied. One of the plates is externally heated, and the other plate, through which coolant fluid is injected, expands or contracts with time. The effective thermal conductivity and viscosity of nanofluid are calculated by KKL correlation. The effects of the nanoparticle volume fraction, Reynolds number, Expansion ratio and power law index on Hydrothermal behavior are investigated. Results show that heat transfer enhancement has direct relationship with Reynolds number when power law index is equals to zero but opposite trend is observed for other values of power law index.     

Study of the performance of a thermoelectric generator transformation of the thermal energy conveyed by a heat transfer fluid into electrical energy

A mathematical model to predict the maximum energy conversion efficiency of the thermoelectric generator is developed to improve the performance and maximize the energy conversion efficiency of the thermoelectric power generator. The studied device corresponds to an original configuration of thermoelectric modules mounted on the peripheral surfaces of two channels, one of the channels is crossed by hot fluid and the other by a cold fluid. First, the effect of the flow rate was studied to choose the flow rate adapted to our study for three different configurations of the thermopile, the co-current configuration, the counter-current configuration, and the sandwich configuration. Then a comparison was made to choose the best configuration between these three studied configurations by addressing their thermoelectric performances. The results revealed that the sandwich configuration is much better than the co-current and counter-current configurations and reduces the surface area occupied by the TEG by half while generating more power than a solar panel.     

Verification of numerical simulation method for entropy generation of radiation heat transfer in semitransparent medium

The numerical simulation method of radiative entropy generation in participating media presented by Caldas and Semiao [Entropy generation through radiative transfer in participating media: analysis and numerical computation. JQSRT 2005;96:423-37] is extended to analyze the radiative entropy generation in the enclosures filled with semitransparent media. A discrete ordinates method is used to solve radiative transfer equation and radiative entropy generation. Two different examples are employed to verify the numerical simulation method of radiative entropy generation in the enclosure. Numerical results of dimensionless radiative entropy generation of enclosure are identical to that of entire thermodynamics analysis for the enclosure system. This numerical simulation method can be used in the entropy generation analysis of high-temperature systems such as boilers and furnaces, in which radiation is the dominant mode of heat transfer.     

动态冰浆传热特性的研究

动态冰浆由于具有较强的蓄能和传热能力,日益受到人们的重视。文中建立了动态冰浆传热特性的数理模型,并利用已知的载流溶液和冰晶的物性参数,得到了动态冰浆在水平直管、等热流加热条件下的传热系数,根据计算结果,分析了传热系数随着冰浆浓度的变化的规律和冰浆流速和管径对动态冰浆传热性能的影响。     

多孔材料传热特性的试验研究

对多孔材料在低温下的传热特性进行了试验研究,试验结果表明在填充多孔材料以后夹板表面低温维持时间明显增加,主要原因是由于多孔材料的参与改变了传热特性,且材料的密度与其传热特性有着密切的关系。在一定范围内,随着多孔材料密度的增大,其传热特性不断增强。     

气隙式热开关传热特性研究

本文介绍了一种新型低温热开关的工作原理.考虑到热开关充人的气体在连续介质区和自由分子状态的传热以及肋片沿轴向的导热对热开关的传热特性进行了详细的理论分析.建立了该种热开关传热的理论模型.给出了肋片的厚度、长度、气隙宽度、外壳壁厚与导通热导之间的关系曲线以及气体压强、外壳厚度与关断热导之间的关系曲线.     

The application of He's variational iteration method to nonlinear equations arising in heat transfer

In this Letter, we purpose to solve nonlinear equations arising in heat transfer through the He's variational iteration method (VIM) and show that it is strongly and simply capable of solving a large class of linear or nonlinear differential equations without the tangible restriction of sensitivity to the degree of the nonlinear term and also is very user friend because it reduces the size of calculations besides, its iterations are direct and straightforward. VIM can apply to the nonlinear equations with boundary or initial conditions defined in different points just with developing the correction functional using the extra parameters such as cn$c_n$, as used in this Letter.