纳米流体强化冷端传热对热电发电效率的影响

热电发电系统效率除了与热电材料物性相关之外,提高热电器件两端温差也是提升转换效率的重要途径。因而,提高冷端的换热能力,降低冷端温度是提高热电发电系统效率的重要途径。纳米流体作为一种新型换热介质,能够显著地改善液体工质的传热性能,具有均匀、稳定、导热系数高等特点。本文研究了水冷却和纳米流体冷却两种情况下热电发电系统输出特性,发现纳米流体冷却大幅提高了系统的输出功率和转换效率,并研究了流速对热电发电系统输出特性的影响。     

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.     

基于塞贝克效应的热电转换装置

温差发电是一种新式的环境友善型能源技术,可以将废热转换为电能.本文设计了基于塞贝克效应的热电转换装置,实现了温差发电.基于单片机系统和OP07芯片设计了有源I/V变换电路,将温差发电输出的电压信号在LCD1602液晶屏上显示,并计算出不同温度差输出的电功率.实验结果表明热电转换输出的电压随着温度差变大而增加,且呈线性关系,单片发电片的热电转换效率达到0.11%,使用热电转换装置可以给用电量较小的设备供电.     

菲涅耳聚光下半导体温差发电组件性能研究

采用菲涅耳透镜汇聚太阳辐射,提高半导体温差发电组件的热端温度,冷端利用散热片进行散热.从热流密度的角度建立了半导体温差发电片理论分析模型,实验基于稳态的条件下,忽略冷热端之间以及电臂间的空气对流和辐射,研究菲涅耳聚光下半导体温差发电组件的性能,推导出了半导体温差发电片的温度梯度d T/dx关系式,获得了输出电流、输出功率及热电转换效率的表达式.研究表明:随着电阻比率a(RL/R)的增大,半导体温差发电器件的输出电流I减小,输出功率P和转换效率ηhe先增大后减小,且在a=1时,其输出功率和转换效率最高.随着温差比率b(?T/T_(H2))的增大,无论a取何值,其输出功率P和转换效率ηhe均增大.实验研究中,半导体温差发电片应偏离菲涅耳透镜焦平面一定距离以获得较好输出特性.通过温差发电片的不同串并联组件可获得相应输出电压.     

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.     

使用相变换热的温差发电器的数值模拟

为了解决温差发电技术中发电片热端与尾气间传热温差大造成的输出功率和热电转化效率不高的问题,本文提出通过改变尾气与温差发电片热端之间的传热结构,且在结构中充以气液相变工质的方法强化传热,并通过数值模拟的方法比较了加装相变结构前后温差发电器性能的变化。在此基础上,研究了尾气温度、流量及相变换热温差发电器的结构参数对其输出功率及效率的影响规律。结果表明,特定尺寸的相变结构可大幅提高发电器的输出功率及转化效率,但其优化效果受工质蒸发温度的限制。     

基于梯度翅片换热器的热电发电系统性能研究

本文建立了热电发电系统(TEG)多物理场数值模型,并充分考虑换热器流体影响,综合研究了具有不同热侧换热器翅片结构的TEG系统性能。在雷诺数为1000~10000范围内,分析了流体沿程温度分布特征、泵功及热电发电模块的能量转换特性.所研究的三种翅片结构包括:全流道等高度直翅片(Fin-1)、下游强化梯度翅片(Fin-2)以及上游强化梯度翅片(Fin-3).研究表明,通道长高比及热电材料覆盖率一定,热电发电功率及转换效率随流量呈二次曲线变化关系,存在最匹配流量使得系统发电性能最佳。等高度直翅片对流量的变化敏感,随流量增大,则压损增大,导致系统净输出功率及发电效率无收益.而梯度翅片可以在更大范围内产生正收益;下游强化梯度翅片具有最佳的流体沿程温度均匀性,但沿程局部热阻却最大.综合考虑沿程局部热阻分布及泵功消耗,上游强化梯度翅片TEG系统净转换效率最高,因此局部热阻分布及泵功综合因素应为TEG内的换热器合理设计的关键。     

硅太阳能电池实验中温度效应的实验研究

硅太阳能电池特性研究是国内众多高校开设的大学物理实验之一。本文研究了温度变化对硅太阳能电池参数测量及最大输出功率造成的不利影响,提出了两种改进方案并进行了实验验证。通过研究发现,在硅太阳能电池表面增加散热装置一方面可以有效地降低该实验中数据测量值的不稳定性,另一方面可进一步提高硅太阳能电池的最大输出功率。另外,本文还研究了温度和温差发电片输出功率之间的关系,并用温差发电片的电流电压补偿硅光电池的输出功率。显然,如将温差发电片补充到硅太阳能电池实验中,可提高硅太阳能电池的光电转换效率。     

环境风下光伏-温差发电系统耦合特性分析

综合考虑环境风和冷却流体的耦合作用,建立了采用纳米流体冷却的光伏(PV)-温差发电(TE)系统的性能分析数学模型,探讨了聚光比、风速、冷却流体流速、负载和热电材料品质因数等对其性能的影响。结果表明:采用纳米流体为冷却介质提高了系统的总效率;系统最佳负载值不同于温差发电模块效率最大时的负载;风速对系统最大效率的影响随着热电材料品质因数的变化而变化。     

废热温差发电器驱动的电化学制冷系统研究

提出了利用废热(工业废气、尾气余热等)温差发电器驱动的电化学制冷系统,并建立数学物理模型,分别研究废热温度和环境温度对系统的功率消耗、热效率、制冷功率和性能系数的影响.结果表明,温差发电器性能的模型计算值与文献测试值误差在6.8%以内;随着废热温度的增加,系统的输出功率、热效率和制冷功率随之增加,但性能系数急剧减小;随着环境温度的增加,系统热效率和制冷功率逐渐降低,但输出电压和性能系数逐渐增加;与TGM-127型系统相比,虽然HZ-2型系统的热电转换性能处于劣势,但其体积和重量明显减小,更适合应用在汽车、卫星等领域。     

关于透明光阴極的反射

强度为I_0的一束光射到一个光阴极上,只有光强度(1-γ)I_0起了产生光电效应,而入射光强度的其余部分γI_0则被反射,以是而不起作用。 蒸发喷塗在玻璃面上的一个光阴极,它的灵敏度(即每单位光强度所产生的光电流)依存于光阴极本身对于光强度(1-γ)I_O的量子效率(即光电子数与被吸收的光量子数之比),同时也依存于阴极和玻璃面的反射系数。如何增强量子效率的问题在文献[1]中已有广泛的讨论。在这篇论文里,我们将从实验的角度来研究关系于光阴极     

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Formulae for the nuclear pairing-rotational (p.r.) and pairing-vibrational (p.v.) spectra are obtained using the PNC (particle-number-conserving) method. The quentum numbers characterizing the p.r. band, the braching ratios and the selection rule for two-particle transfer reactions are given. It is shown that the pairing-rotational scheme holds even for those nuclei near closed-shell, provided that the major-shell is not crossed. The anharmonic p.v. spectrum is shown to be equivalent to two sets of p.r. bands. The physical meaning of the parameters occuring in the p.r. and p.v. spectra is discussed.     

基于Matlab编程对最速降线问题的研究

利用Matlab编程对"最速降线"问题进行研究,得出了质点在重力场中沿起点、终点相同的不同轨道曲线运动的一些结论,通过关系曲线非常直观地表示出质点沿不同轨道运动的关系.     

超薄层AlGaAs样品的光调制反射谱研究

用调制光谱的方法对分子束外延（MBE）生长在GaAs（100）衬底上的一组超薄层本征型Al_xGa_1-xAs层进行了原位的研究．对厚度在35nm以下的一组样品观察到了若干个跃迁峰，而对厚度在100nm的样品只观察到了一个跃迁峰．观察到的各峰随厚度的改变而变化．用台阶势模型很好地解释了实验结果 关键词：     

关于物理实验在计算机上的实现

本文在工科物理实验中,用计算机动画来研究弹簧振子的无阻尼振动、阻尼振动及受迫振动。不仅可达到实际实验难以实现的效果,更加重要的是有助于对学生的科学素质培养     

直观显示摩擦力实验的改进

对文献^[1]中用弹簧秤直观显示摩擦力的实验进行了改进，成功地解决了原实验在滑动摩擦力的测量过程中不易读数的问题。     

超声对水的过冷现象影响研究

水的过冷受到诸多因素的影响。本文对800 kHz超声波作用下的水的过冷度进行了实验研究,发现超声波能够大幅度降低水的过冷度。超声的这种作用与由空化导致的压力波动有关。     

微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积法沉积氟化非晶碳薄膜的研究

使用三氟甲烷和苯的混合气体,利用微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积法制备了F/C比在0.11—0.62之间的α-C∶F薄膜.研究了微波功率对薄膜沉积和结构的影响,发现微波功率的升高提高了薄膜的沉积速率,降低了薄膜的F/C比,也降低了薄膜中CF和CF₃基团的密度,而使CF₂基团的密度保持不变.在高微波功率下可以获得主要由CF₂基团和C=C结构组成的α-C∶F薄膜.薄膜的介电频率关系(1×10³—1×10⁶Hz)和损耗频率关系(1×10²—1×10⁵Hz)均呈指数规律减小,是缺陷中心间简单隧穿引起的跳跃导电所致.α-C∶F薄膜的介电极化主要来源于电子极化 关键词： 氟化非晶碳薄膜 ECR等离子体沉积 键结构 介电性质     

VARIATIONAL STUDY ON MISSING BOND-CHARGE REPULSION ON THE EXTENDED HUBBARD MODEL: EFFECTS ON POLYACETYLENE

The variational approach is applied to the study on the effect of Coulomb interaction between electrons on the dimerization in a one-dimensional commensurability-two Peierls system, such as trans-polyacetylene. For the case of omitting direct repulsion between electrons in the bonds between sites W, it is confirmed that the weak interactions tend to enhance the dimerization; but when W is included, this enhancement will be attenuated. If |W| is sufficiently large, the net effect of electron-electron interactions will reduce the magnitude of the electron-phonon-induced dimerization.     

锑钾铯光电阴极的理论与实验研究

提出了P型K₂CsSb+本征Cs₃Sb的结构模型。对制备Sb-K-Cs光电阴极的工艺进行了研究。获得了190μA/lm的积分灵敏度,其长波阈达到8600Å。