中低温余热回收利用温差发电系统研究

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1、＂ｓ接可苗在京＾ｊＨＨＩ．＾晴中低温余热回收利用温差发电ｉ６；＾目：系统研巧＿．，ｊ＾ｍｇｇ堂科专、／动化程及了程誦理｜｜：ｇｊ研就向：—整歷＾—王统才－－论文作者．３：＾＾指导教师：楽伟玲教授＾ｆ信尿：．２０１７０５０５－＾？Ｗ｜？；定稿日期：年月日Ｂ？．＇’－‘總叩＾；：学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留，、使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部口或化构送交论文的复印件和电子版，允

2、许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：＾＞０不保密□保密，保密期（年月日至）＿年＿月＿日＿＿＿学位论文作者签名：指导老师签名；日期；年ｒ月日日期；主巧日斗；分类号：了川密级：ＵＤＣ：华东理工大学学位论文中低温余热回收利用温差发电系统研巧王统才指导教师姓名！楽伟玲教授华东理工

3、大学申请学位级别：博±专业名称：动力工程及工程热物理论文定稿日期；２０１７．０５．０５论文答辩日期；２０１７．０５．１２学位授予单位：华东理王大学学位授予日期；答辩委员会主席：王宏志评阅人：王宏志陈浩峰温兆银孙静丈迅作者库明我郑重声明：。本人恪守学术道德，崇尚严谨学风所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的。内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容论文为本人亲自撰写，

4、并对所写内容负责。论文作者签名：呈铅才２０１７年０４月２６日华东理工大学博±学位论文第Ｉ页中低温余热回收利用温差发电系统研究摘要能源过度消耗产生的能源短缺及环境污染问题使人们更加注重能源转换效率的提升，，。工业生产是能源消耗的主要途径随着工业化进程的加快生产过程中产生的废气。，和废液成倍増加，其中的余热量相当可观目前国内高温余热资源回收利用的技术相对成熟，，回收利用相对困难但是中低温余热由于热源温度低。温差发电技术通过热能与电能的直接转换，，可Ｗ实现低

5、品位能源的有效利用。近年来热电转换模块的成本下降加之利用中低温余热资源丰富且成本几近为零，、运斤成本很低甚至使得温差发电在某些方面可与现存发电方式进行商业竞争。当前中低温余热回收温差发电技术存在的一个比较明显的问题是热电转换效率较一ＺＴ一低，提高热电转换效率主要有两个途径，是获得值高的热电材料，另个对温差发电系统的结构及工作参数进行优化，。本文从上述方面入手制各了碳纳米管惨杂的蹄化祕热电材料，设计了Ｈ种中低温余热回收的温差发电系统，利用泡沫金属强化传热的方式实现了换热性能和温差

6、发电性能的提升，对温差发电系统的工作参数、温差发电模块连接方式、流道填充物的种类进行考察和优化，并且进行了板式换热器的ＣＦＤ模拟和中低温余热回收温差发电的经济性分析。获得的主要研巧结果如下：（１）碳纳米管惨杂蹄化祕纳米复合材料的研究采用球磨法制备ＣＮＴ／Ｂｉｏ．ｓＳｂｉ．ｓＴｅ；复合热电材料，碳纳米管和硬脂酸的添加并不会ｉＳｂＴｅ，，影响Ｂｏ．５．的成相过程慘杂碳纳米管Ｗ后蹄化祕材料的颗粒尺寸减小高速球磨１５３＞（法使碳纳米管在长度方向上发生断裂，球磨法可＞［＾实现碳纳米管在蹄

7、化祕基体材料中的分散，。３８０化下氮气保护热处理可Ｗ提高热电材料的热电性能碳纳米管的渗杂可Ｗ提高复合材料的Ｓｅｅｂｅｃｋ系数、电导率和热导率，碳纳米管接杂的质量分数是影响材料热电性能的重要参数，；棱杂碳纳米管的复合热电材料的功率因子和材料ＺＴ值有所提升最佳的碳纳米管渗杂质量分数为０．３５％。（２）壁面温差发电系统针对低温气体余热的回收工况一，建立了种基于泡沫金属填充板式换热器的壁面温一差发电系统，在高效换热的基步考察了换热器，该系统Ｗ换热性能的优化为主础上进－壁面温差

8、的大小，验证了ｉｎｐｌａｎｅ模式的壁面温差发电方式的可行性。在余热温度为°１６３Ｃ时，填充泡沫金属的壁面温差发电系统的换热效率达到８３．１６％Ｗ上，表明该系统具有很高的直接热利用效率。开路电压和最大输出功率随着壁面温差的增加而增加，工作参数对壁面温差影响较大，增加温差发电对的数目可Ｗ获得温差发电能力的线性提升。°采用Ｆｅｎｔ１６３Ｃ、ｌｕ模拟的不同余热温度下换热器壁面温度云图和冷热流体进出口温差，第ＩＩ页华东理王大学博±学位论文