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汽车尾气温差发电系统热力耦合研究
| 论文题名： | 汽车尾气温差发电系统热力耦合研究 |
| 关键词： | 汽车尾气温差发电系统;热力耦合;冷热端接触表面;热端气箱 |
| 摘要： | 我国汽车保有量逐年攀升，由汽车导致的能源消耗不断增加的现状与目前我国乃至世界范围内的能源危机的进一步加剧的情况之间的矛盾日益加剧。热电技术作为可以将热能转化为电能从而实现能量回收的关键技术手段，其在汽车领域的应用引发了各界的密切关注。车载温差发电系统作为热电技术在汽车领域应用的实物载体，其设计制造成为目前热电技术研究领域的主流。 本文研究介绍了温差发电转换技术的相关基础理论和在研的车载温差发电系统基本组成，在此基础上提出了目前广泛研究应用的平板式温差发电系统存在的热力学问题会对其工作效能产生影响的科学课题，针对此课题展开了进一步研究并取得了相关科研成果。 文章利用workbench软件对温差发电模块进行了车载应用环境下的热力耦合分析得到了温差发电模块在该环境下的热力学性能变化特征及对其工作效能的影响；同时利用workbench软件中的CFX流体计算模块分析计算了汽车尾气温差发电系统的热端气箱表面温度场分布并以此为边界条件对汽车尾气温差发电系统进行了热力学耦合数值模拟仿真研究，根据研究分析得到了以下研究成果。 首先，通过对温差发电模块车载应用模拟进行了温差发电模块车载应用环境下的冷热端接触表面形变规律研究，推断出压紧力对温差发电模块形变的影响。同时利用单模块模拟实验台对温差发电模块车载工作环境下的工况进行了模拟实验，实验得到了压紧力对温差发电模块工作效能影响规律曲线并根据曲线分析推断出压紧力对温差发电模块工作效能影响。 其次，对车载环境下温差发电模块与其冷热端接触表面的法向方向形变规律进行了研究，同时研究了温差发电模块与冷热端接触面的法向方向形变影响接触面压紧力变化的规律，并根据形变规律推导分析出其对温差发电系统效能的影响。进行了压紧机构的压紧力对温差发电模块冷热端接触面法向方向形变影响规律研究，确定了存在和不存在压紧机构压紧力对温差发电模块工作效能的影响规律。 最后，对温差发电系统热端气箱的外表面温度分布以及温差发电模块峰值输出功率分布规律进行了测定，验证了仿真分析结果及结论。同时，对温差发电系统压紧机构的结构进行了热力学角度的优化改进分析，得到了有利于提高汽车尾气温差发电系统工作效能的结构形式。 |
| 作者： | 佟乃强 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 苏楚奇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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