液化天然氣(LNG)汽車冷能和尾氣余熱的溫差發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，我國汽車產(chǎn)業(yè)取得了飛速地發(fā)展，汽車已然成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚慕煌üぞ?，隨著汽車保有量的增加，導致燃料的需求不斷增加，同時汽車排放對環(huán)境造成的污染也不容忽視。為應對這一系列問題，各國政府不斷完善限制機動車對環(huán)境污染的法律法規(guī)，各種汽車先進技術(shù)的研究單位也投資大量資金和科研力量進行新型能量轉(zhuǎn)換裝置的開發(fā)。
　　利用汽車廢熱進行溫差發(fā)電的系統(tǒng)成為各大企業(yè)、高校及其研究機構(gòu)的關注熱點，該裝置可以將汽車排放的尾氣中的廢熱轉(zhuǎn)換為電

2、能，有效地解決了內(nèi)燃機對燃料燃燒能量的利用率低的問題，從另一個角度可以視為提高了汽車的燃油利用率，而且進氣溫度的升高可以減少部分有害排氣的排放量，具有很好的應用前景和重要的社會價值。
　　本文在對國內(nèi)外LNG汽車方面研究分析的基礎上，發(fā)現(xiàn)液化天然氣(LNG)汽車作為一種新能源汽車受到各國政府的大力推廣，但目前利用汽車尾氣廢熱的溫差發(fā)電系統(tǒng)存在的輸出功率小、轉(zhuǎn)換效率低等缺點，而LNG汽車自身具備的低溫冷源為提高溫差發(fā)電裝置的輸出功率

3、提供了良好的條件，但需要對溫差發(fā)電裝置在LNG汽車上的應用可靠性及性能進行分析，首先對裝置中與廢熱回收利用率緊密相關的換熱器進行流-固耦合分析，仿真能夠通過多種方式來改善溫差發(fā)電模塊安裝表面的溫度分布情況，分析其對傳統(tǒng)排氣系統(tǒng)的影響，為增大溫差發(fā)電模塊冷熱端的溫差提供有效途徑。以對流體力學的學習為前提，利用UG建立了三種不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的尾氣溫差發(fā)電裝置換熱器三維模型，運用ANSYS Fluent有限元分析軟件進行多物理場的耦合分析，據(jù)此分

4、析汽車尾氣溫差發(fā)電裝置換熱器通道內(nèi)的高溫氣體流動與傳熱過程。通過分析相關機構(gòu)的研究方法，獲得對應的有限元模型和邊界條件，經(jīng)過軟件計算收斂后得到了三種換熱器溫度、壓力和流場仿真結(jié)果，對比光滑表面、“一”字肋片和“人”字肋片三種換熱器通道仿真結(jié)果，分析得到三者中最優(yōu)的換熱器結(jié)構(gòu)，得到其溫差發(fā)電模塊安裝表面的溫度分布云圖，確定合理的模塊安裝方式，為后續(xù)的仿真計算提供了基礎條件，并考慮接觸熱阻對模塊端面溫度的影響，從接觸熱阻影響因素著手對接觸傳