船用发动机尾气余热回收装置设计毕业课程设计外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译

共 21 页 第 1 页 译文标题 船用发动机尾气余热回收装置设计 原文标题 of 者 名 埃尔祖鲁姆 国 籍 土耳其 原文出处 文：船用发动机尾气余热回收装置设计 在当今社会上，废气余热已经成为了一种对环境污染和资源浪费的现象，本文主要设计了船用发动机废气余热回收的装置，也就是 余热发电系统的模型。 文章主要介绍了余热发电系统模型的设计方案，主要原理是，在两个发电元件之间通过温度差，将热能转化为电能。主要构成由有冷源和热源，微型发电机组成。其特点是，使用便利，质量高，对环境无害，同时又节约了能源。 文章建立的余热发电机系统模型的理论基础是建立在汤姆森效应之上。 关键词：余热利用 , 余热发电模型 , 汤姆森效应 一 、 余热发电理论 目前在微电子发电机研究方面，国外微电子发电机的理论具有代表性的是普林斯顿大学，南加州大学和密歇根大学。美国的研究成果大多集中在日本的废热使用研究的军事，航空航 天，实践和高科技方面，已经应用了热电发电机组。 我国现阶段状况：热电是可逆的，热电发电和半导体冷却是热电现象的两个方面，相互可逆。 一般是 ，假设温差可以用来发电，若是电源，可以在一端使用冷。半导体制冷和使用具有一定的程度，已经有商业设施和发售，然而温差发电 , 这几乎是一个空白。这是因为我国在军事高科技研发能力相对落后。现阶段随着何种学术互补，我国许多学者对外接触相干技术，在以后的发展中，这种情况一定会逐渐改善。 余热发电的前提是利用余热发生器，他是将热电材料产生的热电效应转化为电流。包括塞贝 克效应，珀耳帖效应和汤姆森效应。这三个因素与开尔文关系：有关，如图所示： 共 21 页 第 2 页 该装置的结构与传统的跨平面型微电子冷却装置的结构相同。交叉平面微电子冷却装置的原理与传统的热电冷却装置的原理非常相似，除了基板和热电偶臂本体成为薄膜材料之外，由于在这种冰箱构造中，热流的导向和基板其表面是如此垂直所谓的。双层基板是连接到冷端和发电机的热端的热电偶。其原理是：根据塞贝克效应，当发电机的冷热端温度差时，电路会产生电流。他使用厚膜 时保持热电臂的 横截面积和长度比相同的条件，减少热电吊臂，增加每单位体积密度的热功率。同时，微电子发电装置连接数万个热电偶，在低温差下获得电压高电压，这种微电热发电装置的另一个特点是其制造工艺结合了电化学沉积和集成电路蚀刻工艺。测试装置由 2300 个热电偶组成，热电臂的长度为50 m，直径为 6 m。 在 温差下，可以在 电压下提供 22功率。 试验表明，上述所用可用于 供微功率。 目前， 在研发使用 P 型和 N 型 米线替代厚膜合金，便用相似的措施完成更小尺寸的半 共 21 页 第 3 页 导体电偶臂。 当然发 电器的构造还有很多，然而就目前的选取的几种上述结果证明，微卷热电转换器的热损失较小，热能利用率较高，但微加工愈加艰巨。同时，因为热电材料在温度梯度方向上为串联，所以热电材料的温度差不是很大，所以发电量也很小。薄膜热电发电程序从来说微处理技术相对成熟，其尺寸相对较小。但是由一般低功率产生的功率，仅有微瓦热电堆 相对于温度场是一个并联结构，每对 具备一样的温差，所以每对 串联，功率较大，另外，热源腔最好设计得相对大一点，这样燃料燃烧，温度掌控等比较容易，然而热损失比微型线圈发电机要大。在这里用热电堆 式热电发生器作为热电电源的重要部件来设计。 共 21 页 第 4 页 二 、 余热发电模块设计 热电堆型微电热发电机主要包括上，下热罩，分流芯片，焊料层， 悬臂和输出线等部件。 微电子发电机的输出功率和效率会被接触电阻影响，汤姆逊效应和温度波动的影响以及热覆盖片，导流板和焊料层对热导率的影响。 热电发电器模块的设计有水流道、气流道和热电发电偶臂的构造设计。设计这个模块的形态要注意热量的最大利用。 余热发电器模块设计通常有，微卷式 电堆和薄膜热发电，在这三者之间进行比较发现，微卷式虽然热量损失小，但是加工很复 杂，没有条件不便使用。薄膜热发电的处理技术相对不成熟，而且功率很低，不宜进行试验。 和温度场的热电堆并联，每对 温差相同，所以每对 串联，发电功率较大，最终采用热电堆热电，发电机作为火力发电的部件来设计。为达到最大热量的利用，所以我想到了“双管形热电发电器”和“方形热电发电器”，双管形热电发电器的热量利用率比方形热电发电器要高，但其应用中制作方面要求较高而且维修不方便，方形热电发电器不但具有较高的热利用率，并且后期用于制造方便，维修简单所以最后采用方形热电发电器。 下面我以简图的形式来介绍一下 方形热电发电器电偶臂的具体组成： 共 21 页 第 5 页 三 、 余热发电器设计 发电机组主要有热盖基板，导流板和电臂三部分。 当电臂端部之间的温差， P，N 结两种不同的热电材料会产生 应，所以电路中有电流。 动臂式热电发电机在通风管与水管之间， 电偶热电发电机有电绝缘热套，引流铜和 臂，热盖 95的氧化铝陶瓷， 导电层材料为铜板，焊料层为75和 95的锡和导电银塑料和高温银浆。 电臂材料为 电发电机电臂横截面尺寸为 33 臂对对 199 对。 从以往的理论分析可以看出，热电材料的选择赛贝克越高，质量越好。 四 、余热发电器的工艺设计 热电发电机电臂横截面尺寸大多为 1上，粒径较大，热电材料切割比较容易。 臂放在阵列的专用的模具中，用手动方法，总的加工相对容易。流程图如图 3 21。 现具体阐述如下： 在用导向层处理陶瓷基板之后，接下来是生产电臂。 因为电动臂的尺寸小，材料脆性好，所以这里是一个硅模工艺，也就是先制成一个正方形的正方形的硅模阵列，再放入熔融的热电材料中，并将发电机覆盖的基板，再去除原有的硅模 ，留下热电电偶臂。 共 21 页 第 6 页 详细的硅模工艺如下：按照热电发生器的设计，制造光刻胶曝光用掩模膜。使用厚度为 抛光硅晶片，尺寸为 8.“荡涤硅晶片，用氢氟酸缓冲液作为蚀刻溶液除去二氧化硅的外表，并在涂层上放置一层光机器光致抗蚀剂的厚度约为50 微米。曝光显影后，光致抗蚀剂在硅晶片的表面上形成方孔阵列，再经过深度光刻，硅晶片形成方孔阵列，形成方孔阵列不是一个通孔，而是一个方形凹槽阵列。然后去除硅片上的光刻胶。两片晶片，涂在光致抗蚀剂的另一面，重复曝光显影，光刻，清洗等。方槽的另一面在方槽两侧形成的阵 列排列成一列。这时要求在高温炉中需要硅模，将 P 型和 N 型半导体悬臂材料放在石英容器 r 用于高温加热和加热直到熔融温度为约 650。然后，将 P 型热电材料注入硅模侧面上的方形槽中，并且在硅模具冷却之后，固化了硅模，将硅模翻转，将 N 型热电材料注入到模具的另一侧。再通过行硅模冷却，热电材料固化。结束时在硅片两面研磨直到露出热电偶，并按照需求的热电偶高度，确定研磨和研磨的量经过模具的厚度电臂和焊接层的接合，发电机切割封装，要求得到热电发生器。 用图形来体现。整个工艺有涂胶、曝光显影、光刻、铸模以及键合封装等工艺，主要 应用了硅模和电偶臂的制造工艺。 图 3 共 21 页 第 7 页 五 、 总结 船舶机舱是一个大的分布式能源系统 ,作为船舶动力核心的主机 ,是整个能源系统合理分布与有效利用的关键。主机排气余热所占比例极大 ,而且这部分余热的品质较高 ,是船上余热利用的主要来源。文中紧接着对该船排气余热的利用进行了分析 ,得出了排气余热的热平衡图 ,并通过对余热使用条件的分析 ,说明了低品质余热的大量利用还存在许多困难 ,未来能使用这部分 余热的新型设备将会极大地提高船舶柴油机的热经济性。 共 21 页 第 8 页 原文 ： n s a of of of is is by of a a a It is by of to of is on t in of is of in on of s of of s is is of N be to if at a is a is in & D is At of of in is of of he is of 共 21 页 第 9 页 as in of is as of of is to of In to a is of is so is a to of to He of At of of in is of 300 a 0 m a m. In to 2mw of 共 21 页 第 10 页 be At is of to of Of of of of is At in of in so is so is is by N to is a N so N in is in t is to a so to is as an of 2. PN of by of of on of is of of to of of is by is is is no to 共 21 页 第 11 页 is is be PN of in N is so N in of as a to In to of to be is a so of am in of a to of 3. he of P, N so 共 21 页 第 12 页 PN PN N 5% he 5% 5% 3of of of be of 共 21 页 第 13 页 4. of or PN in of is is Is as is is of is is so is a of a is as to is a a .3 mm .5 mm a . a as an to of a of on he of is 0 is a on of a is a a on on of of he to be in r is 50 C. a is in , is on of is is is is of he is at of on of in of to of of of to of 共 21 页 第 14 页 of 共 21 页 第 15 页 5. is a as of is a of a of of of is of on In of of is of is on of of it is in of of