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多级热电发电机特性分析与性能优化
  • ISSN号:1671-8097
  • 期刊名称:热科学与技术
  • 时间:0
  • 页码:317-325
  • 分类:TK12[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]海军工程大学研究生院,湖北武汉430033
  • 相关基金:国家自然科学基金(10905093); 教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-04-1006); 全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(200136)
  • 相关项目:换热过程和热机最优构型研究
中文摘要:

基于非平衡热力学理论,建立多级热电发电机的数值分析模型,以数值算例分析其各级热电单元数相同时的基本输出特性,并在热电单元总数一定的约束下,分别以功率和效率为优化目标,优化热电单元在各级间的配置和工作电流。各级热电单元数相同时,一定工作电流下,由高温侧至低温侧,各级温差呈等差递增分布,功率和效率依次增大,分别存在两个最优工作电流对应最大功率和最大效率。当工作温差和Seebeck系数较小时,各级单元数相同可获得最大功率;当温差或Seebeck系数较大时,热电单元数由高温侧至低温侧依次增大且呈等差分布可获得最大功率;对热电发电机各级配置相等数目的热电单元可获得最大效率。

英文摘要:

A numerical analytical model of multistage thermoelectric generators is developed based on non-equilibrium thermodynamics.Output characteristics were analyzed by numerical examples for a multistage thermoelectric generator with equal number of thermoelectric elements in each stage.For given total number of thermoelectric elements,the number of thermoelectric elements among each stage and working current were optimized for maximum power and maximum efficiency,respectively.For given working temperature difference and working current,the temperature difference in each stage is equidifferent;the output power and efficiency increase in turn.There are two optimal currents corresponding to the maximum output power and the maximum efficiency.When the temperature difference and the Seebeck coefficient are small,equal number of thermoelectric elements in each stage can obtain the maximum output power;when the temperature difference or the Seebeck coeffcient is big,the optimal configuration is that the numbers of thermoelectric elements increase equidifferently from the hot side to the cold side.Equal number of thermoelectric elements in all the stages can obtain the maximum efficiency.

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期刊信息
  • 《热科学与技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学
  • 主编:王补宣
  • 地址:大连市甘井子区凌工路2号大连理工大学
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jtst@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84707963
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8097
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1472/T
  • 邮发代号:8-262
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:2346