汽車尾氣余熱回收熱電發(fā)電.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國的汽車數(shù)量平均以每年超過1100萬輛的速度快速增加。然而，當(dāng)前的汽車燃料燃燒所釋放出的熱量中只有25％左右能被有效利用，超過30%的熱量均以廢熱的形式隨汽車尾氣直接排放到環(huán)境中。因此，若能回收和再利用這一部分能量，將對(duì)提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率，減少環(huán)境污染具有非常重要的意義。熱電發(fā)電是一種可以將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行發(fā)電的全固態(tài)綠色環(huán)保的能量轉(zhuǎn)換方式，具有性能穩(wěn)定、無噪聲、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在汽車尾氣余熱回收利用方面具

2、有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和良好的應(yīng)用前景。
　　針對(duì)湯姆遜效應(yīng)及陶瓷板、金屬導(dǎo)流片、接觸表面產(chǎn)生的附加熱阻等影響熱電模塊性能的因素，本文通過數(shù)值模擬計(jì)算的方法，對(duì)比研究了考慮與不考慮湯姆遜效應(yīng)及附加熱阻時(shí)熱電模塊的性能。結(jié)果表明：相比不考慮湯姆遜效應(yīng)和附加熱阻，當(dāng)熱電模塊的工作電流比較大時(shí)，考慮湯姆遜效應(yīng)和附加熱阻，熱電模塊的輸出功率、熱電轉(zhuǎn)化效率及?效率均顯著減小。且隨著熱端溫度的增加，考慮和不考慮湯姆遜效應(yīng)及附加熱阻兩者的最大輸出功率差

3、不斷增大；最大熱電轉(zhuǎn)化效率差先增大后減??；最大?效率差不斷減小。
　　此外，強(qiáng)化熱端換熱是提高熱電發(fā)電器性能的主要手段之一。針對(duì)強(qiáng)化熱端換熱帶來汽車尾氣壓降增加這一問題，本文提出了采用熱電發(fā)電器的總輸出功率減去為維持尾氣壓降不增加所需的泵功后的凈輸出功率為優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，通過數(shù)值模擬的方法，分別研究了保持熱端換熱器外部尺寸不變的情況下，熱端采用鋸齒錯(cuò)列肋片及泡沫金屬強(qiáng)化換熱時(shí)，熱電發(fā)電器的性能變化。結(jié)果表明：采用鋸齒錯(cuò)列肋片增強(qiáng)熱端換熱

4、效果時(shí)，存在最佳的肋片間距和肋片厚度使得熱電發(fā)電器的凈輸出功率達(dá)到最大值。采用泡沫金屬增強(qiáng)熱端換熱時(shí)，同一種泡沫金屬材料，孔隙率越低，孔密度越小，熱電發(fā)電器的凈輸出功率越大。相比于鋸齒錯(cuò)列肋片，采用多孔介質(zhì)材料增強(qiáng)熱端換熱時(shí)，熱電發(fā)電器雖可獲得更大的總輸出功率和熱電轉(zhuǎn)化效率，但由于汽車尾氣流過熱端換熱器時(shí)的壓降過大，凈輸出功率甚至為負(fù)值。為此，作為后續(xù)工作，本文提出具有熱電發(fā)電和催化轉(zhuǎn)化兩個(gè)功能的新型熱電發(fā)電器，以期避免汽車尾氣流過整個(gè)