半導體熱電發(fā)電在船舶上應用的可行性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代船舶的不斷發(fā)展，現(xiàn)代技術推動船舶向著節(jié)能的方向發(fā)展。船舶將大量低溫余熱直接排向了大氣，不僅嚴重污染大氣，而且浪費了大量的熱量，如能合理利用將會給航運業(yè)帶來一筆不菲的利潤，同時可以減少大氣污染。隨著熱電發(fā)電、熱電制冷技術的不斷成熟，使得余熱熱電制冷在船舶余熱利用方面有了大的突破。然而煙氣余熱由于種種限制一直沒有得到很好的利用，為此，本文對余熱熱電發(fā)電做了一系列的研究，主要從以下幾個方面進行了探討：
　　 首先，從穩(wěn)態(tài)的熱傳

2、導方程出發(fā)，對煙囪管道進行了熱力學分析，建立了煙囪管道分析模型，確定了煙囪管道邊界條件，應用ANSYS計算了煙囪管道溫度場分布情況；為煙囪余熱熱電發(fā)電奠定了基礎。
　　 其次，在熱電單P-N結分析模型的基礎上，運用ANSYS軟件建立了熱電器件的實際模型，按照其實際工作狀態(tài)施加了邊界條件，得出了模型的溫度場和電勢場的分布規(guī)律以及熱電器件的回路電流、輸出功率和熱電效率。并對不同熱端溫度的情況進行了計算，得出了熱電性能參數(shù)隨煙氣溫度的

3、變化規(guī)律。
　　 最后，建立了煙囪余熱發(fā)電幾何模型，并對模型進行了簡化，確定了煙氣余熱發(fā)電邊界條件，建立了煙氣余熱發(fā)電有限元模型，對煙氣余熱發(fā)電性能進行了分析，計算出了船舶發(fā)電柴油機煙氣余熱總發(fā)電量。還分析了船舶余熱發(fā)電經(jīng)濟性，得出了船舶熱電發(fā)電技術經(jīng)濟性可行性方案。
　　 本文主要運用有限元軟件ANSYS對煙囪余熱熱電發(fā)電在不同邊界條件和材料參數(shù)的情況下進行仿真計算，其分析結果對熱電器件余熱發(fā)電經(jīng)濟性分析具有一定的指導