废热式温差发电器性能仿真

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1、第29卷第11期计算机仿真2012年11月文章编号：1006—9348(2012)11—0341—04废热式温差发电器性能仿真杨素文，肖恒，欧强，苟小龙(重庆大学动力工程学院，重庆400044)摘要：研究温差发电优化控制问题，温差发电技术是用回收废热转化为电能的转换器，使得温差发电运行稳定，产生大功率效能。温差发电技术涉及三大基本效应，导致其温度分布模型不清，难以实现上述目的。为了探究温差发电器的运行规律．指导温差发电器处于较大输出功率下运行，采用温差发电原理以及传热学理论，建立了一种用以求解温差发电器内部温度分布的数学模型。并以输出功率为目标函数，通过仿真汁算得到温差发电器在不同工

2、作条件下的性能特性。仿真比较发现，增强冷端散热能力是提高温差发电器输出功率的有效途径，且水冷效果相比空冷效果优势明显。实验结果可为优化温差发电器工作条件和提高其输出功率提供有价值的理论指导。关键词：温差发电器；废热回收；温度分布；优化中图分类号：TKl24文献标识码：BSimulationonPerformanceofThermoelectricGeneratorAppliedinWasteHeatRecoveryYANGSu-wen，XIAOHeng，OUQiang，GOUXiao-long(CollegeofPowerEngineering，ChongqingUniversity

3、，Chongqing400044，China)ABSTRACT：Thermoelectricgeneratortechnology，duetoitsseveralkindsofadvantages，especiallyitspromisingapplicationstorecoverwasteheat，hasbecomeanoticeablereseareherdirection．Thermoelectrictechnologyinvolvesthreebasiceffects，whichleadtothetemperaturedistributionbeingdifficultto

4、solve．InordertOexploreoperationlawwhichmakesthermoelectricgeneratorhaveabiggeroutputpower，amathematicalmodelbasedonthermoelectricwin—cipleandheattransfertheoryhasbeenbuiltandwasusedtosolvethetemperaturedistributionofthermoelectricgen—erator．Theperformancecharacteristicsofthemloelectricgenerator

5、indifferentoperationconditionshavebeengainedintheobjectivefunctionofoutputpowerbysimulating．Bythecomparison．itisfoundthatreinforcingtheheattrans—fercapabilityisaneffectiveapproachandthewaterissuperiortotheairforthecoolingeffect．Theresultscanprovidemeaningfulguidelinesforoptimizingoperationcondi

6、tionsandimprovingoutputpowerofthermoelectricgenerator．KEYWORDS：Thermoelectricgenerator；Wasteheatrecovery．；Temperaturedistribution；Optimization1引言进入21世纪后，随着工业的高速发展，能源危机和环境问题日益影响着人类的长期稳定发展。温差发电器足·种基于塞贝克效应，直接将热能转化为电能的固态热电转换器件。温差发电技术不仅具有绿色无污染，运行稳定，可靠性高以及寿命长等特点，而且对提供的能源品位没有要求，即使是低品位热源也能回收利用。而在现实生活中，

7、尤其在一些发展中国家，能源利用效率普遍不高，造成了大量的低品位废热的存在，这些废热不但难以回收利用，有些甚至会造成热污染。利用温差发电技术不仅可以回收废热，而且由于废热的低成本甚至零成本，该技术的经济性也就不言而喻。收稿日期：2012一01—14修回日期：2012—03—07因此，温差发电受到越来越多的重视，其研究已成为一个热门课题⋯。目前，为了探究温差发电器的运行规律，指导温差发电器处于较大输出功率下运行，大量的研究集中于温差发电器分析和优化设计方面。陈