共线式热电发电机在侧面散热情况下的性能

• 作者: 兑关锁 剧成健 王雪强
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 热电发电机 对流散热 有限元方法 热电性能 力学性能
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 所属期刊栏目: 固体力学
• 页码范围: 192-197
• 页数: 6页
• 分类号: TN377
• 字数: 2759字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-18-255

摘要

热电材料是一种环境友好型功能材料,其可以实现热能与电能的相互转化,在热电发电、热电制冷中具有许多应用.传统的热电发电机为 π 型结构,要求热电腿的长度相等,在某些情况该结构不利于热电发电机的优化设计.热电发电机在高温工况下会引起强烈的热应力甚至应力集中,从而缩短了其工作寿命.另外,热电发电机的工作温度于环境温度,这样必然会有一部分热量散失到环境中,从而影响热电发电机的性能.针对该现象,本文建立了考虑散热的新型共线式热电发电机模型,该模型的热电腿可以独立进行优化,基于有限元方法,对考虑侧面散热的共线式热电发电机进行了仿真模拟,分析了其在狄利克雷边界条件下的热电性能和力学性能,得到了热电发电机的温度场、电势场、应力场,探究了不同强度的对流散热系数对热电发电机热电性能和力学性能的影响.结果表明,对流散热会降低热电发电机的能量转化效率,当对流换热系数达到100 W/(m2·℃)时,效率为0.0479,该值比绝热状态的转化效率0.0667低28％.对流散热使热电发电机侧面热损失增加,降低了热应力.在实际应用中,应合理优化设计隔热系统,提高能量的转化效率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	兑关锁	北京交通大学土木建筑工程学院	22	117	6.0	10.0
2	王雪强	北京交通大学土木建筑工程学院	1	1	1.0	1.0
3	剧成健	北京交通大学土木建筑工程学院	1	1	1.0	1.0