基于汽車尾氣余熱回收的溫差發(fā)電系統(tǒng)的理論研究.pdf

1、能源是社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)力，是人類賴以生存的基礎(chǔ)，隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，能源的需求量也大大增加。我國是世界上第一大汽車生產(chǎn)和消費(fèi)國，汽車是生活中非常普及的交通工具，但其燃料燃燒所產(chǎn)生的能量僅有少部分用于驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行，不能被有效利用的能量中更是有一部分以尾氣形式直接排放到大氣中，造成巨大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。溫差發(fā)電技術(shù)是利用半導(dǎo)體材料的塞貝克效應(yīng)直接將熱能轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)前節(jié)能減排的號(hào)召下，溫差發(fā)電技術(shù)

2、在低品位能源的回收利用中發(fā)揮著重要的作用。
　　本文就是利用溫差發(fā)電的基本原理，對汽車尾氣中的余熱能進(jìn)行回收和再利用。由于現(xiàn)有的汽車尾氣溫差電技術(shù)在熱量傳遞過程中熱損失比較大，導(dǎo)致溫差發(fā)電器的輸出功率和熱電轉(zhuǎn)換效率還比較低，根據(jù)傳熱學(xué)理論，增加換熱面積可起到強(qiáng)化傳熱的作用，并且考慮到相變換熱導(dǎo)熱穩(wěn)定、熱阻小的特性，可以為發(fā)電器提供穩(wěn)定熱源，優(yōu)化發(fā)電器性能。基于上述原理本文設(shè)計(jì)了一種充有相變工質(zhì)的半導(dǎo)體溫差發(fā)電器結(jié)構(gòu)，建立了以汽車尾

3、氣為熱源的發(fā)電器數(shù)學(xué)模型，并模擬計(jì)算了該結(jié)構(gòu)的輸出性能。結(jié)果表明，在尾氣溫度相同的情況下，增大相變換熱結(jié)構(gòu)的吸放熱端面積比可有效達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的，實(shí)現(xiàn)整體輸出功率和熱電轉(zhuǎn)換效率的提高。但隨著尾氣溫度的升高，優(yōu)化效果逐漸減弱，所以應(yīng)該針對不同的尾氣溫度范圍選擇相適應(yīng)的相變工質(zhì)對傳熱進(jìn)行強(qiáng)化。增大尾氣流量同樣可起到強(qiáng)化傳熱的作用，且尾氣流量越大，相變換熱結(jié)構(gòu)對發(fā)電器輸出性能的優(yōu)化作用越不明顯。同樣還計(jì)算了發(fā)電器自身幾何參數(shù)對輸出性能的影響