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《同济大学》 2006年
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低温差下半导体温差发电器设计与性能研究

屈健  
【摘要】:本文从非平衡热力学的角度出发,系统的阐述了半导体温差发电的基本原理。通过现有的温差电理论,建立起单层多电偶发电器在低温差下稳定工作的模型,研究了其在内部结构和外部换热条件变化情况下的运行规律,并和实验相比较,探索和总结能提高发电效率的途径。 在理论分析方面,主要作了以下工作: 1.针对热电材料优值系数达到一定值后会随温度下降的现象,提出了半导体极性弱化的假设,得到了有关温差电势更一般的计算式。 2.建立了稳定情况下半导体元件的一维传热模型,结果表明在温度梯度和输出电流较小的情况下,n型元件和p型元件内部温度场都近似呈线性分布。 3.在外部换热条件方面,通过模拟得出高温侧的换热条件比低温侧对发电器的影响更重要这一结论。 4.在内部结构优化方面,指出了Gao和D.M.Rowe等计算模型中的不足之处,得到了能更精确地计算发电器输出功率和发电效率的公式。 在有关的实验研究中,工作内容主要包括: 1.设计并搭建了低温差下发电的试验台,在该试验台上完成了多工况下不同温差的发电器性能研究,得到了可靠的实验数据。 2.通过引入不可逆因子,使实验数据很好地符合了传统温差发电器输出功率的计算方程。 3.按发电模块两端温差和半导体元件两端温差两种条件,给出了不同工况下发电器工作性能的变化曲线。
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM913

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吴郅俊;廖承菌;廖华;邓书康;张跃;;温差对热电器件输出特性的影响[J];云南师范大学学报(自然科学版);2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨天麒;太阳能热电—光电复合发电系统的热力学分析与结构优化[D];武汉理工大学;2011年
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2 黄银盛;太阳能温差发电及传热特性研究[D];华南理工大学;2011年
3 黄焕文;半导体制冷系统强化传热的研究[D];华南理工大学;2011年
4 张宁;太阳能热电—光电复合发电系统的发电功率与效率模型[D];武汉理工大学;2007年
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6 李影;基于汽车尾气余热回收的温差发电研究[D];电子科技大学;2010年
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【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 刘钒;王明红;张栋;;焓差实验法在空调性能测试中的应用[A];2007年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 连文磊;磁性液体热磁对流与传热机理[D];南京理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李寅鑫;高功率GaAs光电导开关设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 张秀芳;硅、锗切割片的损伤层研究[D];浙江理工大学;2010年
3 李明亮;碳化硅基热电材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 卢波辉,赵新兵,倪华良,吉晓华;热压法制备Bi_2Te_3基热电材料的组织与性能[J];兵器材料科学与工程;2004年03期
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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6 曾宪阳;大面积模块式太阳能集热器的研究[D];河南农业大学;2002年
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【二级引证文献】
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中国期刊全文数据库 前5条
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【相似文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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1 周泽广;温差发电器的传热特性及机理研究[D];华南理工大学;2013年
2 梁高卫;基于热电转换的铝电解槽侧壁余热发电研究[D];中南大学;2013年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨素文;中低温温差发电器系统性能研究[D];重庆大学;2012年
2 郑鼎;轻型客车内置式温差发电器热电特性的研究[D];华南理工大学;2011年
3 范文;基于温差发电的汽车低度混合动力系统的研究与仿真[D];武汉理工大学;2013年
4 沈辉;PbTe基温差发电器及其半固态粉末微成形工艺研究[D];浙江大学;2013年
5 陈琳琳;温差电元件高温热应力及蠕变-疲劳寿命数值分析[D];燕山大学;2012年
6 孔秀华;WD615型发动机排气余热发电装置的设计[D];大连海事大学;2010年
7 褚泽;废热半导体温差发电技术的研究与开发[D];重庆大学;2008年
8 周子鹏;半导体温差发电装置的研制[D];河北工业大学;2008年
9 索开南;硅锗合金高温热电转换性能的研究[D];河北工业大学;2007年
10 赵嘉鹏;温度梯度和材料组分对半导体材料热电转换性能影响机理的研究[D];河北工业大学;2008年
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