汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱溫差發(fā)電裝置熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)作為汽車的傳統(tǒng)動(dòng)力源，熱效率始終偏低，其中由尾氣帶走的熱量高達(dá)40％左右，溫差發(fā)電是一項(xiàng)新興的尾氣余熱能量回收利用技術(shù)。
　　 本文圍繞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱溫差發(fā)電裝置開展相關(guān)研究工作，在溫差發(fā)電裝置熱端仿真及溫度場(chǎng)研究、熱電性能仿真、熱應(yīng)力分析、模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面有以下創(chuàng)新點(diǎn)：
　　 (1)研發(fā)了一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱溫差發(fā)電裝置。對(duì)該溫差發(fā)電裝置熱端氣箱進(jìn)行流固共軛換熱數(shù)值仿真，并提出一種評(píng)價(jià)平板式溫差發(fā)電裝

2、置表面溫度均勻性的指標(biāo)一溫度均勻性系數(shù)。利用此評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)熱端氣箱溫度場(chǎng)的均勻性，作為溫差發(fā)電模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。解決了由于溫差發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與溫差發(fā)電模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間不匹配，帶來(lái)的溫差發(fā)電效率不高的問題。
　　 (2)以仿真軟件GT-POWER和Matlab為平臺(tái)，建立溫差發(fā)電裝置熱端氣箱一維等效模型及其與發(fā)動(dòng)機(jī)的集成模型、冷端水箱一維等效模型及其與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的集成模型、發(fā)電性能計(jì)算模型及其與整車的集成模型

3、的基礎(chǔ)，并通過仿真分析較好地解決了由于冷端氣箱接入對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)的影響。
　　 (3)建立溫差發(fā)電裝置熱端試驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了熱端試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)熱端氣箱表面溫度均勻性系數(shù)和平均溫度進(jìn)行驗(yàn)證，仿真與試驗(yàn)結(jié)果一致，表明了熱端氣箱數(shù)值仿真的正確性。
　　 (4)采用有限元軟件系統(tǒng)分析了溫差發(fā)電裝置整體、熱端氣箱和冷端水箱的熱應(yīng)力及模態(tài)情況。針對(duì)在溫差發(fā)電裝置中出現(xiàn)的變形、振動(dòng)、噪聲過大等問題，利用計(jì)算仿真結(jié)