论文题目: 热电式微电源设计及性能研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 钱剑锋
导师: 杨灿军
关键词: 热电式微电源,热电器件,热电性能,热传导,仿真
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 热电式微电源是提供温差源,利用半导体的赛贝克效应,直接将热能转换为电能的设备,它具有可靠性高、无运动部件、无污染、无噪声等优点。随着高性能的热电材料出现,热电式微电源的应用范围日渐广泛。 本论文介绍了了热电式微电源的研究现状,研究了热电器件的热电性质,热电式微电源设计的方案,设计了实际可用的设备,并通过仿真进行优化研究。论文主要包括绪论、相关理论和热电器件的研究、热电式微电源的设计、仿真研究及总结和展望等部分。 绪论介绍了国内外在半导体热电材料及热电式微电源方面取得的进展及研究现状。同时说明了本文的课题来源及主要研究内容。 相关理论介绍了热电式微电源相关的理论:热电效应的基本原理、热电材料的性能参数以及热传输的相关理论。 热电器件的研究从热电器件的理论模型推导出考虑接触效应的实际模型,通过实验对不同对数、相同高度及相同对数、不同高度的热电器件进行测试,研究其热电性能及接触效应的影响。 热电式微电源的设计对热电式微电源的三个部分分别提出多种设计方案,采用切实可行的设计并实现了几种不同规格的热电式微电源,并对宏观的功率输出进行了初步的测量。 仿真介绍了ANSYS仿真软件,对热电器件进行了稳态的热分析,对热电式微电源整体的传热进行了瞬态的热分析。通过仿真来实现对热电式微电源的整体设计的优化。 论文最后对全文进行总结,指出了工作的成果及不足指出,并提出了改进方案和今后的研究方向。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 课题背景和研究内容
1.3.1 课题背景
1.3.2 课题研究内容
第二章 热电式微电源相关理论分析
2.1 引言
2.2 热电效应的基本原理
2.2.1 塞贝克效应
2.2.2 帕尔帖效应
2.2.3 汤姆逊效应
2.2.4 焦耳效应
2.2.5 傅立叶效应
2.3 热电材料的性能参数
2.3.1 热电材料的赛贝克系数
2.3.2 热电材料的电导率
2.3.3 热电材料的热导率
2.4 热量传输的理论基础
2.4.1 热传导
2.4.2 对流传热
2.4.3 热辐射
2.5 本章小结
第二章 热电器件的实验及性能分析
3.1 引言
3.2 热电器件的理论模型
3.3 热电器件的实际模型
3.4 不同规格热电器件的性能分析
3.4.1 电阻的测量
3.4.2 开路电压 U的测量
3.4.3 塞贝克系数的估算
3.4.4 热电器件输出功率计算与测量
3.4.5 小结
3.5 不同高度热电器件的性能分析
3.5.1 电阻的分析与测量
3.5.2 热阻的分析与测量
3.5.3 开路电压U的测量
3.4.4 塞贝克系数的估算
3.5.5 最大功率条件的计算
3.5.6 小结
3.6 本章小结
第四章 热电式微电源的初步设计
4.1 引言
4.2 热端的设计
4.2.1 蓄热材料蓄热方案
4.2.2 燃料燃烧方案
4.3 冷端的设计
4.4 热电器件的设计
4.4.1 小型热电器件的设计
4.4.2 微型热电器件的设计
4.5 整体设计与实验分析
4.6 本章小结
第五章 热电式微电源的传热仿真
5.1 引言
5.2 ANSYS有限元分析的基本过程
5.2.1 ANSYS简介
5.2.2 ANSYS分析计算流程
5.3 稳态热分析
5.4 瞬态热分析
5.5 本章小结
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
科研成果
发布时间: 2005-10-08
参考文献
- [1].Bi2Te3/CoSb3宽温域热电器件的设计与性能[D]. 周洪宇.武汉理工大学2012
- [2].热电器件性能参数测试的实验方法及应用研究[D]. 黄坚.华中科技大学2014
- [3].掺杂CaMnO3基热电材料的制备及其性能研究[D]. 王文龙.合肥工业大学2010
- [4].高压高温探究合成β-FeSi2热电材料[D]. 马艳平.牡丹江师范学院2011
- [5].钡铟双原子填充方钴矿基热电材料的制备、热电性能和服役行为[D]. 董春垒.武汉理工大学2009
- [6].掺杂的p-Ca3Co4O9和n-CaMnO3基氧化物热电材料及其器件性能的研究[D]. 苏煌铭.合肥工业大学2010
- [7].多晶热电材料Seebeck系数的晶粒尺寸效应研究及分段热电偶优化设计[D]. 何月洲.兰州大学2010
- [8].自蔓延—退火法制备β-FeSi2热电材料[D]. 王思谦.兰州理工大学2009
- [9].层状化合物TXTe3的合成及其物理特性[D]. 宋春雨.杭州电子科技大学2017
- [10].激光合成β-FeSi2的结构特性及性能研究[D]. 田念俊.华中科技大学2011
相关论文
- [1].热电发电器及其电源调理系统研究[D]. 龚科.南京航空航天大学2007
- [2].低品位热源半导体小温差发电器性能研究[D]. 钱卫强.大连理工大学2006
- [3].低温差下半导体温差发电模块性能分析与实验研究[D]. 李伟江.同济大学2007
- [4].半导体温差发电器应用的研究[D]. 陈允成.厦门大学2006
- [5].Bi2Te3基块状纳米热电材料制备与性能[D]. 庞建军.浙江大学2006
- [6].Si80Ge20热电材料的制备与性能研究[D]. 王华文.武汉理工大学2007
- [7].半导体制冷及温差发电器件的计算机辅助设计[D]. 苏景芳.华中科技大学2004
- [8].低温差下半导体温差发电器设计与性能研究[D]. 屈健.同济大学2006
- [9].碲化铋热电材料的制备及其微成型技术研究[D]. 刘静.清华大学2005
- [10].热压Bi2Te3基纳米复合热电材料的制备与性能[D]. 卢波辉.浙江大学2004