發(fā)布時間：2021-12-23 23:31

　　熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料,在能源領(lǐng)域具有廣闊應用前景。本文以飛行器在飛行過程中產(chǎn)生的氣動熱為研究背景,通過熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)將氣動熱加以利用,一方面可以將熱量快速轉(zhuǎn)移,防止其對飛行器結(jié)構(gòu)造成的損害,另一方面可以飛行器長時間的飛行提供了電能保障。本文利用熱電效應的基本理論將熱物理場與電物理場進行耦合,推導了熱電轉(zhuǎn)換輸出功率、轉(zhuǎn)換效率表達式,并根據(jù)有限元法對熱電耦合的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)控制方程進行推導。根據(jù)飛行馬赫數(shù)為3時,所確定的熱電材料的工作溫度,選擇了方鈷礦作為模擬中的熱電材料,之后通過溫差發(fā)電片的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬計算去輸出電壓、輸出功率以及能量轉(zhuǎn)換效率,并提出了復合相變儲能材料-熱電器件結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可以在溫差發(fā)電片兩端形成恒定溫度差,使得溫差發(fā)電片可以輸出穩(wěn)定的電壓。對復合相變儲能材料-熱電器件結(jié)構(gòu)進行實驗驗證,并通過實驗得到了裝配壓力、負載電阻和回路電流對輸出電壓、輸出功率和轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系。為后續(xù)模擬得到負載參數(shù),通過模擬研究了不同溫度差、相同溫度差不同溫度區(qū)間對溫差發(fā)電片的輸出電壓、輸出功率以及轉(zhuǎn)換效率的影響。飛行馬赫數(shù)為3時使得飛行器艙內(nèi)與艙外之間存在較大的溫度差,但是... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Bi2Te3晶胞結(jié)構(gòu)

備了納米 BiSbTe 塊體材料，在 75℃和 100℃的溫 Al2O3納米顆粒添加與 P 型 Bi0.4Sb1.6Te3中，形成了和 3%時，分別在 373 和 398K 時達到了最大熱電優(yōu)通過引入銀納米顆粒(AgNPs)構(gòu)建具有分層兩相異 Bi2Te3基體的熱電性能，均勻分散的 AgNPs 不僅引入納米級析出物，與 Bi2Te3基體形成新的界面，度平均自由路徑聲子的強烈散射，從而顯著降低了熱系數(shù)(PDF)，提高了分層兩相異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米銀分gNPs 含量達到 2.0 vol%時，從分層異質(zhì)結(jié)構(gòu)中得到礦（skurrerudite）熱電材料rrerudite）熱電材料由于其熱電優(yōu)值較高，機械性能一種熱電材料。

圖 1.3 效率對比圖了有限元方法分析了 Bi2Te3- ErAs:(InGaAs)1 模擬他們計算了在 650K 時 16*16Bi2Te3- ErA模型可以獲得接近 7W 的輸出功率。如圖 1.4圖 1.4 實驗與模擬對比圖

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]太陽能熱電—光電復合發(fā)電系統(tǒng)的熱力學分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 楊天麒.武漢理工大學 2011

碩士論文
[1]石墨泡沫炭封裝低溫相變材料的工藝與熱分析研究[D]. 宋慶飛.哈爾濱工程大學 2016
[2]集成熱電轉(zhuǎn)換功能的新型熱防護系統(tǒng)設(shè)計與分析[D]. 黨曉雪.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]石墨泡沫炭浸滲高溫相變復合儲能材料的設(shè)計與分析[D]. 李亮星.哈爾濱工程大學 2014
[4]石墨泡沫炭浸滲相變儲能材料的制備與分析[D]. 潘殿坤.哈爾濱工程大學 2013
[5]石蠟與赤藻糖醇填充石墨化泡沫炭復合儲能材料的研究[D]. 駱峰生.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[6]太陽能熱電—光電復合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率與效率模型[D]. 張寧.武漢理工大學 2007



本文編號：3549394