摘要：为解决极端条件下的供电问题,设计了一种便携式温差发电炉,实验研究了其功率负载特性.温差发电炉可燃用干树枝等生物质,总质量为2.5 kg,折叠后尺寸为0.25 m×0.2 m×0.044 m.实验发现,设计的便携式温差发电炉在自供电散热后,当外部负载介于50~70?时,可对外提供2.45 W的电能;经过稳压模块转换成5 V后,当外部负载为12?时,可对外提供2.06 W的电能,系统的热电转换效率约为2.1%.此外,实验揭示了热管理在温差发电技术中的关键作用,即零耗电的热端设计、热端温度控制、热容匹配和冷端散热耗电负荷是实现净对外供电的核心参数.最后,通过实验对比了商业化销售的便携式温差发电炉,并进行了分析和讨论.

摘要：设计了一种新型的螺旋式微混合器。为说明其混合效果,对不同组分流体在螺旋式微通道中的扩散和混合进行了数值模拟,结果发现:在小雷诺数下,由于流体分层而增加了流体接触面积,显著加快了流体混合速度,其混合效果不仅比直通道有明显提高,甚至比蛇形通道还好;随着雷诺数的增大,对流作用得到加强,分合式通道的混合效果与直通道相比提高更大,但与蛇形通道相差无几。

摘要：为开发高性能微型可移动电源系统,设计并实验测试了一种介观尺度燃烧驱动的温差发电机(micro/mesoscale combustion powered thermoelectric generator,MCP-TEG)。MCP-TEG采用多台阶稳燃技术、烟气逆流换热技术和错列肋柱(Pin-fin)强化传热技术,同时将燃料混合器、预热器、燃烧器、稳燃器、集热器和均热器一体化集成。实验结果发现,设计的MCP-TEG的发电功率为29.6W,高于目前国内外的报道值,对应的发电效率为2.84%。此外,论文详细研究了MCP-TEG的输入功率、化学当量比、冷端散热和保温设计对发电性能的影响。实验发现存在一个最佳的化学当量比,使得MCP-TEG的发电功率最大。对于水冷型MCP-TEG,增加冷端散热并不一定能够获得更大的净发电功率。燃烧器的外壁面保温特性对发电性能有重要的影响,对于当前的MCP-TEG,燃烧器外壁面增加一层3 mm的保温层后,发电功率和发电效率均比不保温条件下的结果增加了4.6%。

摘要：采用生物质燃料的分布式热电联供系统可以摆脱对化石燃料的依赖,有效利用生物质废弃物,应用前景广阔。基于塞贝克效应设计了一种温差发电热电联供系统,提出了新型的辐射式集热器,集成24个温差发电模块。通过测试样机的功率负载特性和供热特性,结果表明:发电功率超过36 W,对外供电超过22 W,对外提供清洁暖气超过1 200 W。此外,采用理论模型分析验证了实验数据,表明该温差热电联供系统已充分利用了每一个温差发电模块的发电能力,达到预期效果。

摘要：为解决无电区域和火灾、地震和雪灾等特殊条件下的供电问题,设计了一种可燃用木柴和木炭等生物质燃料的水冷式温差发电机,其特点在于引入了一种辐射型的集热器。温差发电机的总质量为23.3 kg,集成了直流稳压器,可稳定地对外输出电能。测试了温差发电机的启动特性、空载特性和功率负载特性,结果表明:该温差发电机的平均工作温差为68℃,最大空载电压达到116.3 V。当接入负载时,输出功率随外部负载电阻的增大而降低。当外部负载为1.6?时,温差发电机可对外输出最大功率为22.4 W;继续降低负载电阻时,温差发电机将不能维持稳定地输出电能。

摘要：利用Solid Works软件对一款50 W的LED矿灯的散热结构进行建模;基于该模型用ANSYS对其散热特性进行了数值仿真实验,得到了稳态时整个模型的三维温度分布图,发现最高温度为62.7℃,低于阈值65℃,表明该结构设计是合理的。分析比较了环境温度、空气对流换热系数和元件间导热系数等对散热效果的影响,结果可为散热结构的优化设计提供数据参考。

摘要：为提高电动汽车动力电池包在高温环境下的安全性,设计并测试了一个热电制冷系统,采用了自行开发的肋柱型散冷器,安装了6个热电制冷模块,并采用循环冷却水进行热端散热。在测试中,当输入功率为273.6 W时,热电制冷系统的能效比随散冷风速和冷却液流量的增加迅速增加,然后趋于稳定,最佳的散冷风速和冷却液流量分别为2.5 m/s和33.3 mL/s,系统最大能效比为0.26。针对于一个储电量为36 kW·h的锂电动力电池包,电池包箱体内的温度在不同的产热率(50~200 W)下的降温幅度均超过20℃。动力电池包在200 W的产热率下,其内部温度从68℃降低到45℃以内,表明设计的热电制冷系统可有效降低动力电池包内的温度,从而提高电动汽车的安全性。

摘要：节能是我国实现“双碳”目标最重要和最经济的手段之一,当前发动机效率不高,工作时有大量余热排放到环境中。基于塞贝克效应的半导体余热温差发电技术在利用发动机余热方面有独特的优势,吸引了广泛深入的研究。本文介绍了发动机余热温差发电系统的技术原理、器件结构和余热温差发电系统的构成,并对国内外研究进行了系统回顾,分析了当前热电材料和系统的发展状况、应用潜力、评价指标和存在的问题和挑战,并给出了若干个影响发动机余热温差发电系统性能的关键科学问题和初步解决思路。热端温度分布的不均匀性是当前余热温差发电系统的设计难点;此外还需要平衡余热温差发电系统中集热器的集热效率和压降之间本征矛盾关系,以便获得最大的节油率。本文还给出了作者团队在发动机余热温差发电应用示范工程中发现的新问题和获得的新数据,为后续研究提供了有意义的参考。