تعداد نشریات | 43 |
تعداد شمارهها | 1,272 |
تعداد مقالات | 15,724 |
تعداد مشاهده مقاله | 51,824,966 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,664,735 |
آنالیز انرژی و اگزرژی سطح مدول مولد ترموالکتریک جهت بازیافت گرمای هدر رفته گازهای احتراقی | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 1، دوره 52، شماره 3 - شماره پیاپی 100، آبان 1401، صفحه 1-10 اصل مقاله (533.96 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2021.12283 | ||
نویسندگان | ||
ژیاوه قریشی1؛ شهرام خلیل آریا* 2؛ صمد جعفرمدار2 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
2استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
چکیده | ||
استفاده از دستگاههای مولد ترموالکتریک جهت بازیافت گرمای هدر رفته گازهای احتراقی از جایگاه ویژهای برخوردار است. در مدل پیشنهادی حاضر، آنالیز ترمودینامیکی همراه با اثر سطح مدول مولد ترموالکتریک روی مشخصات عملکردی دستگاه مطالعه شده است. جهت توسعه مدل، خواص ماده مولد ترموالکتریک وابسته به دما فرض شده است. همچنین ضریب انتقال گرمای جابجایی آب در طول کانال سرد متغییر در نظر گرفته شده است. آثار رژیم جریان آب و سطح مدول هم در جهت طولی و هم به ازای پنج مقدار مختلف از سطرهای مدول روی مشخصات عملکردی دستگاه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن بود که افزایش تعداد سطرهای مدول و سطح مدول باعث کاهش توان و راندمانهای انرژی و اگزرژی و افزایش نرخ انهدام اگزرژی شد. همچنین سطح مدول در دو حالت مختلف بهینهسازی شده است. یکی برای دستیابی به حداکثر توان خالص و دومی برای رسیدن به حداکثر نسبت توان خالص بیشینه به سطح انجام شد. سطح بهینه در حالت اول و دوم به ترتیب برابر با m24641/0 و m22207/0 بدست آمدند. | ||
کلیدواژهها | ||
مدول مولد ترموالکتریک؛ توان خالص بیشینه؛ سطح بهینه مدول؛ خواص وابسته به دما؛ انهدام اگزرژی | ||
مراجع | ||
[1] Honig, J.M, Harman, T.C, Thermoelectric and Thermomagnetic Effects and Applications. McGraw-Hill, New York, 1967.
[2] Karri M. A.., Thacher E. F.., Helenbrook B. T.., Exhaust energy conversion by thermoelectric generator : two case studies. Energy Conversion and Management, Vol. 52, pp. 1596–1611, 2011.
[3] Yuchao Wang., Chuanshan Dai., Shixue Wang., Theoretical analysis of a thermoelectric generator using exhaust gas of vehicles as heat source. Applied Energy, Vol. 112, pp. 1171–1180, 2013.
[4] Abderezzak B.., Randi S.,. Experimental investigation of waste heat recovery potential from car radiator with thermoelectric generator. Thermal Science and Engineering Progress, Vol. 20, pp. 100686, 2020.
[5] Dhruv Raj Karana., Rashmi Rekha Sahoo., Performance assessment of the automotive heat exchanger with twisted tape for thermoelectric based waste heat recovery. Journal of Cleaner Production, pp. 124631, 2020.
[6] Hesham Khalil., Hamdy Hassan., Enhancement of waste heat recovery from vertical chimney via thermoelectric generators by heat spreader. Process Safety and Environmental Protection, Vol. 140, pp. 314-329, 2020.
[7] Kazuaki Yazawa., Timothy S. Fisher., Eckhard A. Groll., Ali Shakouri,. High exergetic modified Brayton cycle with thermoelectric energy conversion. Applied Thermal Engineering, Vol. 114, pp 1366-1371, 2017.
[8] Zare V.., Palideh V.., Employing thermoelectric generator for power generation enhancement in a Kalina cycle driven by low-grade geothermal energy. Applied Thermal Engineering, Vol. 130, pp 418-428, 2018.
[9] Shoaib Khanmohammadi., Morteza Saadat-Targhi., Faraedon Waly Ahmad., Masoud Arfand,. Potential of thermoelectric waste heat recovery in a combined geothermal, fuel cell and organic Rankine flash cycle (thermodynamic and economic evaluation). International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 45, 6934-6948, 2020.
[10] Rednic V.., Gutt. R., Bruj E.., Bot A.., Two-stage heat recovery system equipped with thermoelectric elements. Applied Thermal Engineering, Vol. 185, pp. 116412, 2021.
[11] Wei He., Shixue Wang., Xing Zhang., Yanzhe Li., Chi Lu., Optimization design method of thermoelectric generator based on exhaust gas parameters for recovery of engine waste heat. Energy, Vol. 91, pp 1-9, 2015.
[12] Wei He., Shixue Wang., Chi Lu., Xing Zhang., YanzheLi,. Influence of different cooling methods on thermoelectric performance of an engine exhaust gas waste heat recovery system. Applied Energy, Vol.162, pp. 1251- 1258, 2016.
[13] Yulong Zhao., Yucong Fan., Minghui Ge., Liyao Xie., Zhenhua Li., Xiangyang Yan., Shixue Wang., Thermoelectric performance of an exhaust waste heat recovery system based on intermediate fluid under different cooling methods. Case studies in Thermal Engineering, Vol. 23, pp. 100881, 2021.
[14] Wei He., ShixueWanga., Yanzhe Li., Yulong Zhao,. Structural size optimization on an exhaust exchanger based on the fluid heat transfer and flow resistance characteristics applied to an automotive thermoelectric generator. Energy Conversion and Management, Vol. 129, pp. 240–249, 2016.
[15] Wei He., Shixue Wang., Like Yue., High net power output analysis with changes in exhaust temperature in a thermoelectric generator system. Applied Energy, Vol. 196 , pp. 259–267, 2017.
[16] Elankovan R.., Suresh S.., Krishnadass Karthick., Mohammed Muaaz M.D. Hussain., V.P. Chandramohan., Evaluation of thermoelectric power generated through waste heat recovery from long ducts and different thermal system configurations. Energy, Vol. 185, pp. 477-491, 2019.
[17] Yamashita O., Effect of linear temperature dependence of thermoelectric properties on energy conversion efficiency. Energy Conversion and Management, Vol, 49, pp. 3163-3169, 2008.
[18] Yamashita O., Effect of linear and non-linear components in the temperature dependences of thermoelectric properties on the energy conversion efficiency. Energy Conversion and Management, Vol, 50, pp,1968-1975, 2008.
[19Meng] F.KChen.., L.G.., Sun F.R.., Effects of temperature dependence of thermoelectric properties on the power and efficiency of a multielement thermoelectric generator. International. Journal of Energy and Environment, Vol. 3, pp 137–150, 2012.
[20] Zhang T.., Effects of Temperature-Dependent Material Properties on Temperature Variation in a Thermoelement. J Electron Mater, Vol. 44, pp. 3612-3620, 2015.
[21] X. C. Xuan., K. C. Ng., C. Yap., H. T. Chua., The maximum temperature difference and polar characteristic of two-stage thermoelectric coolers. Cryogenics, Vol. 42, pp. 273–278, 2002.
[22] Yining Feng., Aline Elquist., Yuepeng Zhang., Kaizhong Gao., Ian Ferguson., Athanasios Tzempelikos., Na Lu., Temperature dependent thermoelectric properties of cuprous delafossite oxides. Composites Part B: Engineering, Vol. 156, pp. 108-112, 2019.
[23] Jai Ki Lee., Ji Hui Son,. Su Dong Park,. Particle size dependent anisotropic thermoelectric properties of N-type Bi2(Te,Se)3 alloys on hot deformation. Journal of Alloys and Compounds, pp, 157-727, 2020.
[24] Man-Wen Tian., Leonardus W.E. Mihardjo,. Hazim Moria,. Sohil Asaadi., Hamed Sadighi Dizaji., Shahram Khalilarya., Phong Thanh Nguyen,. A comprehensive energy efficiency study of segmented annular thermoelectric generator; thrmal, exergetic and economic analysis. Applid Thermal Engineering, Vol. 181, pp. 115–996, 2020.
[25] Soheil Asaadi., Shahram Khalilarya., Samad Jafarmadar,. Numerical study on the thermal and electrical performance of an annular thermoelectric generator under pulsed heat power with different types of input functions,. Energy Conversion and Management, Vol. 167, pp. 102–112, 2018.
[26] Bejan A., Moran M.J., Thermal design and optimization. John Wiley & Sons, New York, 1996.
[27] Theodore L. Bergman., Adrienne S. Lavine., Frank P. Incropera., David P. DeWitt., Fundamentals of Heat and mass transfer. John Wiley & Sons, 2011. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 434 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 212 |