汽车尾气温差发电装置冷端传热特性的研究
发布时间：2021-04-19 21:26
全国汽车保有量在不断增加,能耗也随之增大,汽车的节能减排技术一直是研究的重点。汽车尾气温差发电技术能够将尾气中的低品位废热转化为电能,提高汽车燃油利用率,具有巨大的发展前景。在温差发电系统中,冷端是重要组成部分,冷端的散热能力直接决定整个系统的热电转换效率,因此冷端的研究对于温差发电系统的应用具有重要意义。本文首先基于温差发电系统结构和传热学原理,建立温差发电系统传热模型,并提出冷端的评价标准,为后文的数值仿真分析提供理论基础。其次,通过分析单入口冷却水箱的不足,提出多入口冷却水箱结构,并从冷却水箱散热能力、冷却液压降损失所造成的水泵功率损耗以及热电模块输出功率和水泵功率损耗的功率差值三个方面对比分析不同入口数目的冷却水箱,结合实际,说明双入口冷却水箱具有相对优良的综合性能。同时也对双入口冷却水箱的高度和宽度进行研究,为高度和宽度的设计提供理论依据。随后,研究凹坑式结构对冷端的影响,说明凹坑式结构能够提高冷端的性能,并对比分析局部凹坑式冷却水箱和均匀凹坑式冷却水箱的综合性能,结果表明,两种冷却水箱综合性能相近,选用结构较为简单的局部凹坑式冷却水箱作为进一步研究对象,对凹坑的直径和深度进...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 汽车尾气温差发电系统研究现状
1.2.2 温差发电系统冷端研究现状
1.2.3 强化传热研究现状
1.3 研究方法与研究内容
第2章 温差发电系统传热模型及冷端评价标准
2.1 温差发电系统基本原理及结构
2.1.1 温差发电技术基本原理
2.1.2 温差发电系统基本结构
2.2 温差发电系统传热模型
2.2.1 传热学原理
2.2.2 传热模型
2.3 冷端评价标准
2.4 本章小结
第3章 不同外形结构冷却水箱性能分析
3.1 数值仿真技术
3.2 单入口冷却水箱性能研究
3.3 多入口冷却水箱性能对比分析
3.3.1 多入口冷却水箱建模与仿真
3.3.2 多入口冷却水箱对比分析
3.4 高度和宽度对冷却水箱性能的影响
3.4.1 高度对冷却水箱性能的影响
3.4.2 宽度对冷却水箱性能的影响
3.5 本章小结
第4章 冷却水箱内壁面强化传热研究
4.1 凹坑式冷却水箱性能分析
4.2 不同凹坑布置方案对比分析
4.3 局部凹坑式冷却水箱优化设计
4.3.1 试验设计方法及近似模型
4.3.2 优化结果及分析
4.4 本章小结
第5章 不同工况下冷端性能对比分析
5.1 尾气温差发电系统物理模型
5.2 冷端性能对比分析
5.2.1 不同尾气温度对冷端性能的影响
5.2.2 不同尾气流量对冷端性能的影响
5.2.3 不同冷却液流量对冷端性能的影响
5.3 本章小结
第6章 结论
6.1 研究总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应模拟退火算法的轮胎模型参数辨识[J]. 赵松,施睿,刘富强,赵艳辉. 汽车实用技术. 2018(12)
[2]低品位余热利用技术的研究现状、困境和新策略[J]. 李海燕,刘静. 科技导报. 2010(17)
[3]温差发电器的研究进展[J]. 王婵,周泽广,区煜广,高峻岭,朱冬生. 电测与仪表. 2010(04)
[4]汽车尾气温差发电的实验研究[J]. 徐立珍,李彦,杨知,陈昌和. 清华大学学报(自然科学版). 2010(02)
[5]间距对凹坑强化传热和流动阻力的影响[J]. 赵鹏,刘高文,朱晓华,刘玉峰. 航空动力学报. 2009(10)
[6]湍流模型的发展及其研究现状[J]. 陈永辉,王强,朴明波. 能源与环境. 2009(02)
[7]温差发电技术及其一些应用[J]. 张腾,张征. 能源技术. 2009(01)
[8]温差发电器热电性能测试平台的搭建[J]. 郑文波,王禹,吴知非,黄志勇,周世新. 实验技术与管理. 2006(11)
[9]汽车发动机排气废热的温差发电[J]. 董桂田. 北京节能. 1997(04)
博士论文
[1]基于汽车尾气余热的热电发电系统热传递研究[D]. 刘珣.武汉理工大学 2016
[2]温差发电器的传热特性及机理研究[D]. 周泽广.华南理工大学 2013
[3]汽车发动机尾气余热温差发电装置热电转换技术研究[D]. 袁晓红.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]基于代理模型的车载尾气温差发电器热端建模与优化[D]. 王新予.武汉理工大学 2015
[2]汽车尾气温差发电冷端温度控制与发动机冷却系统兼容性研究[D]. 邢号彬.武汉理工大学 2013
[3]车用内置式高强度温差发电系统研究[D]. 张腾.华南理工大学 2010
[4]低温差下半导体温差发电模块性能分析与实验研究[D]. 李伟江.同济大学 2007
本文编号：3148338
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 汽车尾气温差发电系统研究现状
1.2.2 温差发电系统冷端研究现状
1.2.3 强化传热研究现状
1.3 研究方法与研究内容
第2章 温差发电系统传热模型及冷端评价标准
2.1 温差发电系统基本原理及结构
2.1.1 温差发电技术基本原理
2.1.2 温差发电系统基本结构
2.2 温差发电系统传热模型
2.2.1 传热学原理
2.2.2 传热模型
2.3 冷端评价标准
2.4 本章小结
第3章 不同外形结构冷却水箱性能分析
3.1 数值仿真技术
3.2 单入口冷却水箱性能研究
3.3 多入口冷却水箱性能对比分析
3.3.1 多入口冷却水箱建模与仿真
3.3.2 多入口冷却水箱对比分析
3.4 高度和宽度对冷却水箱性能的影响
3.4.1 高度对冷却水箱性能的影响
3.4.2 宽度对冷却水箱性能的影响
3.5 本章小结
第4章 冷却水箱内壁面强化传热研究
4.1 凹坑式冷却水箱性能分析
4.2 不同凹坑布置方案对比分析
4.3 局部凹坑式冷却水箱优化设计
4.3.1 试验设计方法及近似模型
4.3.2 优化结果及分析
4.4 本章小结
第5章 不同工况下冷端性能对比分析
5.1 尾气温差发电系统物理模型
5.2 冷端性能对比分析
5.2.1 不同尾气温度对冷端性能的影响
5.2.2 不同尾气流量对冷端性能的影响
5.2.3 不同冷却液流量对冷端性能的影响
5.3 本章小结
第6章 结论
6.1 研究总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应模拟退火算法的轮胎模型参数辨识[J]. 赵松,施睿,刘富强,赵艳辉. 汽车实用技术. 2018(12)
[2]低品位余热利用技术的研究现状、困境和新策略[J]. 李海燕,刘静. 科技导报. 2010(17)
[3]温差发电器的研究进展[J]. 王婵,周泽广,区煜广,高峻岭,朱冬生. 电测与仪表. 2010(04)
[4]汽车尾气温差发电的实验研究[J]. 徐立珍,李彦,杨知,陈昌和. 清华大学学报(自然科学版). 2010(02)
[5]间距对凹坑强化传热和流动阻力的影响[J]. 赵鹏,刘高文,朱晓华,刘玉峰. 航空动力学报. 2009(10)
[6]湍流模型的发展及其研究现状[J]. 陈永辉,王强,朴明波. 能源与环境. 2009(02)
[7]温差发电技术及其一些应用[J]. 张腾,张征. 能源技术. 2009(01)
[8]温差发电器热电性能测试平台的搭建[J]. 郑文波,王禹,吴知非,黄志勇,周世新. 实验技术与管理. 2006(11)
[9]汽车发动机排气废热的温差发电[J]. 董桂田. 北京节能. 1997(04)
博士论文
[1]基于汽车尾气余热的热电发电系统热传递研究[D]. 刘珣.武汉理工大学 2016
[2]温差发电器的传热特性及机理研究[D]. 周泽广.华南理工大学 2013
[3]汽车发动机尾气余热温差发电装置热电转换技术研究[D]. 袁晓红.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]基于代理模型的车载尾气温差发电器热端建模与优化[D]. 王新予.武汉理工大学 2015
[2]汽车尾气温差发电冷端温度控制与发动机冷却系统兼容性研究[D]. 邢号彬.武汉理工大学 2013
[3]车用内置式高强度温差发电系统研究[D]. 张腾.华南理工大学 2010
[4]低温差下半导体温差发电模块性能分析与实验研究[D]. 李伟江.同济大学 2007
本文编号：3148338
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