中高溫余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電熱系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)中存在大量的中高溫余熱,尤其在冶金行業(yè)中節(jié)能潛力巨大。溫差發(fā)電技術(shù)是利用熱電轉(zhuǎn)換材料直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能,和其它的能量轉(zhuǎn)換方式相比,具有清潔、無噪音污染、無有害物質(zhì)排放、高效、壽命長、堅固、可靠性高、穩(wěn)定等一系列優(yōu)點。在許多特殊場合下,常規(guī)余熱回收方式無法實現(xiàn),但利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電則可以實現(xiàn)余熱的回收利用,因此將溫差發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)中高溫余熱回收,具有極其重要意義。
　　 本文根據(jù)中高溫余熱的特點,設(shè)計了一種自供電的強

2、制風(fēng)冷的半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊,主要針對鋼廠轉(zhuǎn)爐壁面的中高溫余熱進(jìn)行回收,是對溫差發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)余熱回收的初步探索,論文主要完成了如下基本工作:
　　 1.對國內(nèi)外半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,特別對不同溫差發(fā)電熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析、歸類和比較,明確了各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。
　　 2.根據(jù)轉(zhuǎn)爐可以移動及轉(zhuǎn)動的特點。設(shè)計了采用強制風(fēng)冷式的冷卻結(jié)構(gòu),并且每個發(fā)電模塊采用獨立的冷卻系統(tǒng),安裝、維修簡單,單個模

3、塊的破壞不影響整個系統(tǒng)的正常工作。
　　 3.對溫差發(fā)電模塊進(jìn)行熱系統(tǒng)分析及優(yōu)化設(shè)計,通過數(shù)值模擬對溫差發(fā)電模塊的溫度場、速度場進(jìn)行分析,針對不同的散熱器形式,不同的風(fēng)扇排布形式、不同的熱沉高度以及不同的風(fēng)扇壓力,提出方案；此外研究中溫差發(fā)電材料采用隨溫度變化的導(dǎo)熱系數(shù),空氣入口邊界采用壓力風(fēng)扇入口條件,使數(shù)值模擬更為準(zhǔn)確,為采用強制對流冷卻形式的溫差發(fā)電器的研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 4.通過對溫差發(fā)電模塊的實驗研究,