تعداد نشریات | 7 |
تعداد شمارهها | 399 |
تعداد مقالات | 5,389 |
تعداد مشاهده مقاله | 5,288,180 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,930 |
بهینهسازی مولد ترموالکتریک چند قطعهای و محاسبه عملکرد با روش دقیق | ||
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
مقاله 8، دوره 45، شماره 1، شهریور 1392، صفحه 83-91 اصل مقاله (1.19 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2013.8 | ||
نویسندگان | ||
مهدی زارع جعفرآبادی1؛ هادی رامین1؛ رضا حسینی ابرده2 | ||
1کارشناس ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر | ||
2عضو هئیت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر | ||
چکیده | ||
در این مقاله مطالعه جامعی بر روی مواد ترموالکتریک شناخته شده در سالهای 1960 تا 2010 انجام شده و از بین این مواد، بهترین مواد ترموالکتریک برای بازههای دمایی مشخص انتخاب شده است. یک مولد ترموالکتریک چند قطعهای برای عملکرد در بازه دمایی 300 تا 1300 درجه کلوین با استفاده از مواد ترموالکتریک انتخاب شده، بهینهسازی شده است. سپس با استفاده از دو روش سوانسون و روش دقیق، ماکزیمم بازده ژنراتور بهینه شده، با فرض قابل صرفنظربودن مقاومت تماسی و عایق بودن سطوح جانبی پایهها، محاسبه شده است. بیشینه بازده 4/23% برای چیدمان بهینه شده به دست آمده است که افزایش 3/5% را نسبت به آخرین کار منتشر شده، نشان میدهد. قدرت و جریان الکتریکی قابل دستیابی به وسیله ژنراتور معرفی شده در بیشینه بازده محاسبه شده است. سایر مشخصات مورد نیاز برای طراحی ژنراتور، شامل طول، مقاومت خارجی و سطع مقطع تک تک قطعات بهدست آمده و نتایج با پژوهشهای قبلی مقایسه شده است. | ||
کلیدواژهها | ||
ترموالکتریک؛ مولد ترموالکتریک چند قطعهای؛ محاسبه بازده؛ بهینهسازی؛ مواد ترموالکتریک جدید؛ ضریب تزویج | ||
عنوان مقاله [English] | ||
Optimization of Segmented Thermoelectric Generator and Calculation of Performance | ||
نویسندگان [English] | ||
Mahdi Zare Jafar Abadi1؛ Hadi Ramin1؛ Reza Hoseini Abardeh2 | ||
چکیده [English] | ||
Nowadays , the use of thermoelectric coolers and generators has greatly increased . Applications of this phenomenon include electronic cooling , portable refrigerator , air conditioning , high-precision temperature measurement and space applications . The phenomenon of thermoelectricity has outstanding features compared to other energy conversion methods , such as exclusion of moving parts , high reliability and long life span. The requirements for high temperature heat source and low efficiency are the remarkable challenges of this method . Today , the first challenge has been overcome, thanks to abundant wasted heat sources , elihw increasing the efficiency of thermoelectric devices are under extensive studies . Segmentation is a popular way for the increment of thermoelectric efficiency that is focused on in this paper. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Thermoelectric Optimization, Maximum Efficiency, Segmented Thermoelectric | ||
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
مراجع | ||
[1] S. B. Riffat., Xiaoli Ma; “Thermoelectrics: a review of present and potential applications”, J. of Applied Thermal Engineering, Vol. 23, 913-935., 2003 [2] G. Chen., M. Dresselhaus., Zh. Reng; “Nano Composites With High Thermoelectric Figure Of Merit”, Us-patent, 2009/0068465 A1 USA, Mar 12, 2009. [3] B.W.Swanson., E.VSomer., R.R.Heikes; ,”Optimization of a Sandwiched Thermoelectric Device”, j.of heat transfer, Vol. 3, 77-81, 1961. [4] J.p.Fleurial., A. Borshchevsky., T.Caillat ., R.Ewell;“New materials and devices for thermoelectric applications”, 32st Energy converssion engineering conference, Honolulu HI USA, 1080-1085, 1997. [5] Y.S. Kang., M. Niino., I.A. Nishida., J. Yoshino; ”Development and Evaluation of 3-Stage Segmented Thermoelectric Elements”. ,17th International Conference on Thermoelectrics, Nogoya Japan, 429-432, 1998. [6] G.J. Snyder; ” Using the compatibility factor to design high efficiency segmented thermoelectric generators, report of Jet Propulsion Laboratory/Califomia Institute of Technology, 2005. [7] A. Glen., Slack., A. Moayyed; ”The maximum possible conversion efficiency of silicon-germanium thermoelectrk generators”. J. of Applied Physics, Vol. 70, 2694-2718, 1991. [8] B. Sherman., R.R. Heikes., R.W. Ure., JR; ”Calculation of Efficiency of Thermoelectric Devices”, J. of Applied physics, Vol. 31, 1-16, 1960. [9] M.S. El-Genk., H.H. Saber; ”High efficiency segmented thermoelectric unicouple for operation between 973 and 300 “, J. of Energy Conversion and Management, Vol. 44, 2003. [10] O. Yamashita., S. Tomiyoshi; ”Bismuth telluride compounds with high thermoelectric figures of merit”, J.of Applied Physics, Vol. 93, 368-374, 2003. [11] T. Caillat., A. Borshchevsky., J-p. Fleurial; ”High performance P-type thermoelectric materials and method of preparation”, US-Patent, 2003/0066476 A1 USA, Apr 10, 2003. [12] T. Caillat., J.P. Fleurial., A. Borshchevsky; ”Preparation and thermoelectric properties of semiconducting Zn4Sb3”, Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol. 58, 1-18, 1997. [13] Y. Gelebstein., B. Dado; “High Efficient Ge-Rich GexPb1-xTe Thermoelectric Alloys”, O.Ben-Yehuda; Journal of Electronic Materials, Vol. 39, 2049-2059, 2010. [14] J. Fleurial., A. Borshchevsky., T. Caillat; “High Figure of Merit in Ce-Filled Skutterudites”, 15th International Conference on Thermoelectrics, pasadena CA USA, 91-95, 1996. [15] Sh.R. Brown., S.M. Kauzlarich., F. Gascoin., G. J. Snyder; ”Yb14MnSb11: New High Efficiency Thermoelectric Material for Power Generation”, J. of chemistry of materials, Vol. 18,1873-1877, 2006. [16] O. Yamashita., S. Tomiyoshi; ”High performance n-type bismuth telluride with highly stable thermoelectric figure of merit”, J. of Applied Physics, Vol. 95, 6277-6283, 2004. [17] N. Shutoh., S. Sakurada; “Thermoelectric properties of the TiX(Zr0.5Hf0.5)1−XNiSn half-Heusler compounds”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 389, 204-208, 2005. [18] X. Tanga., Q. Zhang; “Synthesis and thermoelectric properties of p-type- and n-type-filled skutterudite RyMxCo4−xSb12„R:Ce,Ba,Y;M:Fe,Ni", J. of Applied Physics, Vol. 97, 1-10, 2005. [19] A.F. May., J. Fleurial., G.J. Snyder; “Optimizing Thermoelectric Efficiency in La3-xTe4 via Yb Substitution”, Chemistry of materials, Vol. 22, 2995-2999, 2010. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3,315 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2,829 |