发动机余热发电系统设计【4张CAD图纸】【优秀】

发动机余热发电系统设计

44页  13000字数+说明书+任务书+4张CAD图纸

任务书.doc

发动机余热发电系统设计说明书.doc

固定框架结构零件图.dwg

热电发电结构零件图.dwg

装配图.dwg

通水通气结构零件图.dwg

　　　　　　　　　　　目   录

中文摘要

英文摘要

第1章绪   论1

1.1课题研究的背景1

　　1.2 课题研究的意义2

　　1.3 国内外余热发电的研究现状2

第2章 余热发电系统的原理与理论设计4

2.1余热发电系统的原理4

2.1.1 余热发电器的原理4

　　2.1.2 塞贝克效应4

2.1.3 帕尔帖效应5

2.1.4 汤姆逊效应6

2.2 余热发电器的理论模型7

2.3余热发电系统的理论计算7

2.3.1 余热发电系统温度梯度的计算7

2.3.2 单个电偶臂的功率计算和效率计算9

2.3.3 余热发电系统的功率与效率的理论计算11

第3章  余热发电系统的设计13

3.1热电发生器结构分析13

3.2.1美国普林斯顿大学研究的方案13

3.2.2美国普林斯顿大学研究的方案15

3.2.3热电堆式热电发电器16

　　3.2 余热电发电器模块的设计17

　　3.2.1 通气管道的结构设计18

　　3.2.2 通水管道的结构设计20

　　3.2.3 余热发电器的设计22

3.2.4余热发电器的结构制作26

3.2.5余热发电器的工艺设计28

　　3.3余热发电器模块的固定框架设计30

　　3.4余热发电器模块和固定框架装配32

　　3.5余热发电器模块之间的连接部件32

第4章    总  结34

参考文献35

附录36

致谢37

中文摘要

　　　随着微机电系统（MEMS）的快速发展，为MEMS 提供电能的微小型功率

器件（POWER MEMS）逐步得到了广泛的研制。微小型热电电源是其中得到发

展的研究课题。

　　　本文提出了发动机余热发电系统设计方案，它是在发电器两端施加强制温差并利用热电效应将热能转换为电能的一种器件，它包括冷源、热源和微小型热电发电器三险要部件，具有寿命长、可靠性高、无污染、安静无噪声和无可动部件等优点。

　　　本文结合热电堆式热电发电器的理论模型，考虑到汤姆孙效应的影响，建立了发动机余热发电系统的模型。

关键词：关键词1：设计; 关键词2：分析; 关键词3：结构; 关键词4：尺寸;  关键词5：组合

在其它工程机械、船舶、飞机运输工具中，发动机对能量的利用效率也存在同样的效率低、能源浪费等问题。现代化国家的经济发展和能源有着密切的关系，在正常的情况下，经济发展与能源之间存在着正相关，也就是说，能源消费量越大，国民生产总值也越高。反之，能源不足就会影响国民经济的发展，甚至会造成巨大的损失。据分析，由于能源不足所引起的国民经济损失，约为能源本身价值的20到60倍。由此可见，不论哪个国家哪一个时期，若要加快发展国民经济，就必须保证能源消费量的相应增长。目前，我国正处于改革开放的前期阶段，要尽快发展社会主义经济建设，除了其他的必要条件外，还必须重视能源这一重要的物质基础。因此，能源是我国更好地进行社发济的关键。一方面要增加能源的采集，另一方面还要注重提高能源的利用率。

　　　1.2  课题研究的意义

　　　节能与环保是21 世纪人类面临的严重问题。中国正处在持续发展的关键阶段, 开发新能源和充分利用低品位能源、废能源具有重大意义。同时, 通过节能可以节约大量燃料, 对于降低我国在二氧化碳, 二氧化硫和氮氧化物的排放都具有直接的影响。我国在各种工业过程中存在大量的热能浪费现象, 发展各种环境友好的节能技术, 是十分重要的。

　　　本课题的意义在于：一方面不仅提高了对能源的利用率，节约了能源，另外一方面也减少了对大自然的热污染，保护了环境。

1.3 国内外余热发电的研究现状

　　目前在微小型热电发电器的研究方面，国外对微型热电发电机研究比较完善的有Princeton 大学、南加州大学和Michigan 大学。美国USC 空气动力实验室于2000 年推出微型热电发电机（MicroFire），德国Dresden 科技大学，利用铜箔作为介质研发了一种微型热电发电器，其面积为16*30mm^2,输出电压达到250mV。美国和日本是目前国际上对热电材料与工程研究投入最多的国家。美国的研究主要侧重于军事、航天、理论和高科技方面日本的研究侧重于废热利用，同时相应地着力于耐高温的陶瓷温差电材料的研究在大尺寸的范围，热电发电装置已经取得实际的应用。国内研究现状：热电现象本身是可逆的, 温差发电和半导体致冷是热电现象的两个方面, 互相可逆。可同一个PN 结, 若施加温差则可用来发电,若对其通电, 则可用于在一端致冷。国内对半导体致冷现象和应用研究具有一定水平, 目前已有商品器件和设备出售, 但对温差发电,则几乎是一片空白. 这主要是因为我国在军事高技术研究能力方面相对落后, 未能刺激起足够的需求. 随着国际学术交流的广泛开展,国内不少学者到国外接触了相关技术, 相信我国在这一领域相对落后的面貌将逐渐改观.