喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文) 報(bào)告(論文)題目：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能回 收利用 作者所在系部： 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè)： 車輛工程 作者所在班級(jí)： B13142 作 者 姓 名 ： 曾偉 作 者 學(xué) 號(hào) ： 201322422 指導(dǎo)教師姓名： 孟立新 完 成 時(shí) 間 ： 2017.05 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 摘要 汽車行業(yè)和人類生活息息相關(guān)，如今我們的生活已經(jīng)和汽車密不可分，它在我們生活的交通運(yùn)輸中承擔(dān)著無比重要的作用。眾所周知，汽車長(zhǎng)時(shí)間行駛后發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)過熱，這時(shí)冷卻循環(huán)水會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻循環(huán)水路內(nèi)循環(huán)，給發(fā)動(dòng)機(jī)降溫，使汽車能夠正常運(yùn)行。然而冷卻循環(huán)水帶走的熱量直接散發(fā)到空氣中，造成熱量流失，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性降低。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，支持國(guó)家節(jié)能環(huán)保的政策方針，本文將對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行分析，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能進(jìn)行二次利用，提高能量利用率，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。 關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī) 熱量 回收利用 經(jīng)濟(jì)性 Abstract The automobile industry is closely related to human life． Nowadays， our life is closely related to the automobile． It plays a very important role in the transportation of our life． As we all know， the car will overheat after a long period of driving， when the cooling water cycle in the engine cooling cycle water, cooling the engine， so that the car can run properly． However, the cooling away water carries away the heat directly distributed into the air， causing heat loss， resulting in lower fuel economy of the engine． In order to improve economic efficiency， energy saving and environmental protection in support of national policy， this paper will analyze the cooling system of the engine， and the heat of the engine cooling water used for the two time， improve energy efficiency， thereby improving engine fuel economy． Keywords: 　Engine　heat recovery　 utilization　economy III 目錄 摘要 I Abstract II 第1章　緒論 3 1.1　課題背景 3 1.1.1　課題應(yīng)用情況 3 1.1.2　課題意義 4 1.2　冷卻循環(huán)水熱能回收利用的途徑 4 1.2.1　同級(jí)利用? 4 1.2.2　升級(jí)利用? 4 1.3　冷卻循環(huán)水低溫余熱回收利用的技術(shù) 5 1.3.1　利用朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電 5 1.3.2?熱泵余熱回收利用技術(shù)? 5 1.3.3　熱管換熱器余熱回收利用技術(shù)? 5 1.3.4　變熱器余熱回收利用技術(shù)? 5 1.4 本章小結(jié) 6 第2章　發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用國(guó)內(nèi)外的研究背景與現(xiàn)狀 7 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用概述 7 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用采暖系統(tǒng) 8 2.2.1 作用 8 2.2.2 分類 8 2.3 溫差發(fā)電系統(tǒng) 9 2.3.1 溫差發(fā)電的基本理論 9 2.3.2 溫差發(fā)電的典型系統(tǒng)與實(shí)例 10 2.4　本章小結(jié) 11 第3章　發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能回收 12 3.1　回收原理 12 3.2　對(duì)冷卻循環(huán)水熱能回收利用裝置的設(shè)計(jì) 13 3.2.3　冷源散熱器的設(shè)計(jì) 17 3.3　冷卻循環(huán)水溫差發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)與要求 17 3.3.1　整體結(jié)構(gòu) 17 3.3.2　裝置要求 18 3.4　本章小結(jié) 19 結(jié)論 20 2 第1章　緒論 1.1　課題背景 1.1.1　課題應(yīng)用情況 通過查閱資料得知發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水所攜帶的熱能在冬季汽車取暖上有所應(yīng)用。冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖1-1 節(jié)溫器是用來控制冷卻循環(huán)水路是進(jìn)行小循環(huán)還是大循環(huán)的一個(gè)裝置。節(jié)溫器可以感知冷卻循環(huán)水的溫度。當(dāng)冷卻循環(huán)水的溫度不足以進(jìn)入大循環(huán)時(shí)，旁通閥關(guān)閉，這時(shí)冷卻循環(huán)水不進(jìn)入散熱器，直接在發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)進(jìn)行小循環(huán)，這樣一來冷卻循環(huán)水避免了不必要的冷卻，溫度將會(huì)迅速的升高。當(dāng)冷卻循環(huán)水溫度過高時(shí)，旁通閥打開，冷卻循環(huán)水進(jìn)入散熱器進(jìn)行大循環(huán)，升溫的冷卻循環(huán)水經(jīng)風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣流冷卻，散失部分熱量。 冷卻循環(huán)水進(jìn)行大循環(huán)時(shí)，部分熱能直接散失在空氣中，而這部分熱能在汽車取暖方面有所應(yīng)用。冬天天氣寒冷時(shí)，我們會(huì)打開汽車的暖氣，使車廂內(nèi)溫度處于一個(gè)適宜的環(huán)境。汽車的暖氣系統(tǒng)就是將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)系統(tǒng)的高溫冷卻循環(huán)水導(dǎo)入暖氣系統(tǒng)的暖風(fēng)散熱器內(nèi)進(jìn)行循環(huán)。汽車暖氣系統(tǒng)的風(fēng)扇將空氣流吹過暖風(fēng)散熱器進(jìn)行加熱，再經(jīng)過管道進(jìn)入車廂內(nèi)，從而使車廂內(nèi)的環(huán)境溫度適宜。 1.1.2　課題意義 現(xiàn)如今能源資源越來越緊張，節(jié)能減排，能量回收利用已然成為一個(gè)世界性研究的課題。我國(guó)是一個(gè)社會(huì)主義國(guó)家，一直堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路，在節(jié)能環(huán)保方面也是大力倡導(dǎo)，并且制定了一系列基本國(guó)策和政策方針。因此，對(duì)廢棄能源進(jìn)行回收后二次利用，不僅符合我國(guó)的基本政策，還可以減少?gòu)U棄物的排放，為保護(hù)環(huán)境作出一份貢獻(xiàn)。本課題研究的是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能進(jìn)行回收利用，一方面減少了發(fā)動(dòng)機(jī)排放在空氣中的熱量，另一方面提高了能量利用率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性得到提升。我國(guó)一直跟隨世界的腳步，響應(yīng)‘節(jié)能減排’這個(gè)世界口號(hào)的號(hào)召，對(duì)廢棄能源的回收技術(shù)也一直在進(jìn)行研究。但有些廢棄的熱能還沒有被充分利用，有些熱能的回收利用中還存在者許多問題。而本課題將對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能進(jìn)行回收利用，節(jié)省能源，提高能量利用率，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。 1.2　冷卻循環(huán)水熱能回收利用的途徑 冷卻循環(huán)水熱能回收利用的途徑多種多樣，人們也一直在研究怎樣更簡(jiǎn)便、高效的回收熱能，提高廢棄能源的回收率。雖然回收的途徑多種多樣，但方式卻只有兩種‘同級(jí)’和‘升級(jí)’。 1.2.1　同級(jí)利用? 何謂同級(jí)利用，同級(jí)利用就是不提高廢棄能源的的品級(jí)，將廢棄能源的能量直接傳遞給別的載體來進(jìn)行回收利用。比如在熱能回收當(dāng)中，我們知道，由于溫差的緣故，熱量會(huì)從高溫處傳遞到低溫處，在生活中將高溫廢熱傳遞給生活用水，使人們有熱水可用。這就是能量回收的同級(jí)利用。 1.2.2　升級(jí)利用? 所謂升級(jí)利用就是將低溫余熱、廢熱等通過一定方式轉(zhuǎn)化為可以直接利用的高、中位能源。比如將風(fēng)能、熱能轉(zhuǎn)化為便于儲(chǔ)存，可隨時(shí)利用的高品級(jí)的電能。在時(shí)代高速發(fā)展的今天，科技的突飛猛進(jìn)，對(duì)于低溫余熱的回收利用技術(shù)的發(fā)展也有巨大的增益，低溫余熱的回收利用技術(shù)將會(huì)越來越多。 1.3　冷卻循環(huán)水低溫余熱回收利用的技術(shù) 1.3.1　利用朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電 郎肯循環(huán)就是利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)的蒸發(fā)膨脹來來推動(dòng)透平做工。冷卻循環(huán)水將熱能通過換熱器傳遞給有機(jī)工質(zhì)，使有機(jī)工質(zhì)在透平內(nèi)膨脹作工，從而將冷卻循環(huán)水的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。有機(jī)工質(zhì)蒸汽膨脹作工后會(huì)進(jìn)入冷凝器冷卻液化，如此往復(fù)不斷的循環(huán)就能發(fā)電或者產(chǎn)生動(dòng)力。 1.3.2?熱泵余熱回收利用技術(shù)? 根據(jù)熵增原理我們知道，在自然狀態(tài)下熱量只能從高溫處傳遞到低溫處，而不能沿相反的方向進(jìn)行傳遞。而熱泵就是通過機(jī)械功，將此傳遞進(jìn)行逆轉(zhuǎn)，使低溫處的能量傳遞到高溫處。熱泵采用的是逆卡諾循環(huán)的方式，將低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)移到高溫?zé)崮?，從而進(jìn)行回收利用。 1.3.3　熱管換熱器余熱回收利用技術(shù)? 熱管換熱器是一種導(dǎo)熱率特別高的傳熱元件，它的內(nèi)部也是通過工質(zhì)循環(huán)來傳遞熱量。它以導(dǎo)熱性能高而著稱，它的內(nèi)部由多根熱管排列組成。由于它的導(dǎo)熱率高，導(dǎo)熱性能好，因此，將它用于低溫?zé)崮芑厥湛梢杂行У奶岣呋厥章?，減少熱散失。 1.3.4　變熱器余熱回收利用技術(shù)? 變熱器回收廢能的原理用廢能驅(qū)動(dòng)變熱器將廢能轉(zhuǎn)化為兩部分，一部分轉(zhuǎn)化為高品級(jí)能量進(jìn)行回收利用，另一部分轉(zhuǎn)化為更低品級(jí)能量排棄。這樣就能對(duì)廢棄能源進(jìn)行部分回收。 我國(guó)已將變熱器技術(shù)列入重點(diǎn)研究項(xiàng)目，未來變熱器技術(shù)在節(jié)能減排，能量回收利用方面將起著越來越大的作用。 1.4 本章小結(jié) 1.現(xiàn)如今全世界都在倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，然而能源需求的缺口卻日益增大，我國(guó)的能源供需矛盾也十分突出。 2.發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換率還有待提高，大部分熱能隨煙氣和冷卻循環(huán)水排放到了大氣中，因此余熱回收利用空間較大，對(duì)冷卻循環(huán)水熱能的回收利用能有效的提高燃油經(jīng)濟(jì)性，并且起到節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的作用。 第2章　發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用國(guó)內(nèi)外的研究背景與現(xiàn)狀 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用概述 發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃料燃燒做功大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)汽車行駛，但仍有很大一部分能量隨汽車尾氣與冷卻循環(huán)水散發(fā)到空氣中。發(fā)動(dòng)機(jī)熱能的表現(xiàn)形式不同，大致分為四個(gè)部分，一是驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，二是被冷卻循環(huán)水帶走的熱量，三是被發(fā)動(dòng)機(jī)排氣帶走的熱量，四是其他輻射、摩擦等 。根據(jù)能量守恒定律研究得其熱平衡方程如下： (2-1) —為燃料完全燃燒單位時(shí)間內(nèi)放出的總熱量。 —為轉(zhuǎn)化為有效功（機(jī)械能）的熱量。 —為冷卻循環(huán)水帶走的熱量。一般QS/Qb的值：汽油機(jī)為15％-35％，柴油機(jī)為12％-27％。 —為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣帶走的熱量。一般QT/Qb的值：汽油機(jī)為30％-50％，柴油機(jī)為25％-45％。 —為其他的熱量損失。除有效功、尾氣余熱、冷卻循環(huán)系統(tǒng)余熱以外熱量損失均在此項(xiàng)損失內(nèi)，比如輻射所造成的熱損失、燃料燃燒不充分造成的損失和其他沒有計(jì)入的熱損失等。 表2-1發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡 熱平衡方程各項(xiàng)組成 汽油機(jī)（％） 柴油機(jī)（％） 轉(zhuǎn)化有效功熱量 25-30 30-40 尾氣帶走熱量 30-50 25-45 冷卻系統(tǒng)帶走熱量 15-35 12-27 其他熱量損失 2-10 2-10 由表中的數(shù)據(jù)可以得出，冷卻系統(tǒng)帶走了燃料燃燒產(chǎn)生的相當(dāng)大的一部分熱量，如今想要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率相當(dāng)困難。但是，如果對(duì)冷卻循環(huán)水熱能進(jìn)行回收，也未嘗不是一種變相性提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的方式。而且從數(shù)據(jù)來看，余熱回收的空間較大，發(fā)展前景廣闊。 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用采暖系統(tǒng) 2.2.1 作用 在天氣變冷的時(shí)候，汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)可以給汽車內(nèi)部供暖，使車內(nèi)人員可以處在一個(gè)溫度適宜環(huán)境中。而且汽車內(nèi)開了暖風(fēng)，造成汽車內(nèi)外溫度不同，汽車的擋風(fēng)玻璃會(huì)因?yàn)闇夭畹脑蚨鹚F，影響駕駛者的視線，給安全駕駛帶來隱患。這時(shí)暖風(fēng)系統(tǒng)可以將暖風(fēng)通過暖風(fēng)管送到擋風(fēng)玻璃進(jìn)行除霧，以保證安全駕駛。 2.2.2 分類 1）水暖式暖風(fēng)系統(tǒng) 水暖式暖風(fēng)系統(tǒng)就是將發(fā)動(dòng)機(jī)高溫冷卻循環(huán)水作為汽車暖氣系統(tǒng)的熱源，如圖2-1所示，通過熱水調(diào)節(jié)閥，將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水導(dǎo)入到汽車暖氣系統(tǒng)的加熱器中，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下，冷空氣流經(jīng)加熱器的表面吸收熱量變成暖風(fēng)再由風(fēng)口吹到駕駛室中，供駕駛室取暖。 圖2-1汽車水暖式采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 2）氣暖式暖風(fēng)系統(tǒng) 氣暖式暖風(fēng)系統(tǒng)的熱源來自發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的尾氣余熱。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)入到換熱器中，新鮮空氣吹過換熱器表面進(jìn)行加熱，然后再送入汽車車廂內(nèi)。使車廂內(nèi)的溫度上升，通過調(diào)節(jié)空氣的進(jìn)入量，來調(diào)節(jié)車廂內(nèi)的溫度。 圖2-2汽車氣暖式采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 2.3 溫差發(fā)電系統(tǒng) 溫差發(fā)電的研究包括兩個(gè)方面，一是熱電元器件，二是發(fā)電器。對(duì)溫差發(fā)電的研究已經(jīng)成為熱電學(xué)的一個(gè)重要領(lǐng)域。 2.3.1 溫差發(fā)電的基本理論 熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)一根金屬導(dǎo)體棒的兩端存在溫差時(shí)，導(dǎo)體棒熱端的電子會(huì)朝著冷端移動(dòng)，從而形成電磁場(chǎng)產(chǎn)生電勢(shì)差。 19世紀(jì)20年代，塞貝克研究發(fā)現(xiàn)，兩種不同導(dǎo)體組成的回路，當(dāng)兩接頭有溫差時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電流。 如圖2-3所示。 實(shí)驗(yàn)表明，熱電動(dòng)勢(shì)的大小與兩個(gè)觸點(diǎn)之間的溫度差成正比，塞貝克系數(shù)定義為兩點(diǎn)之間的電壓差。其數(shù)值為 （2-2） 單位為V/K但通常由于這個(gè)數(shù)值非常小，所以更常用的單位是/K。 圖2-3 塞貝克效應(yīng)示意圖 賽貝克效應(yīng)是第一熱電效應(yīng)是將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的途徑，是溫差發(fā)電的核心理論。 2.3.2 溫差發(fā)電的典型系統(tǒng)與實(shí)例 溫差發(fā)電系統(tǒng)通常由熱電模塊，廢熱通道和冷卻水箱三部分組成。典型的熱電發(fā)電系統(tǒng)如圖2-4所示。 熱電模塊平鋪在廢熱通道上，冷端為冷卻水，熱端為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，夾緊容易。缺點(diǎn)是在廢熱通道中，廢氣的分布存在空隙，部分廢氣熱量得不到充分利用。 圖2-4 典型的溫差發(fā)電系統(tǒng) 我國(guó)很多遠(yuǎn)洋船只的發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝了余熱發(fā)電裝置，利用溫差發(fā)電原理對(duì)柴油機(jī)的排氣余熱進(jìn)行回收。經(jīng)查閱資料得知，回收的能量大約占柴油機(jī)所產(chǎn)生總熱量的O.77％。雖然回收率不高，但從節(jié)約能量的角度來說，這些熱量本來就是廢熱，能夠進(jìn)行回收利用對(duì)節(jié)能減排，提高能量利用率是相當(dāng)可觀的。 2.4　本章小結(jié) 1．本章對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱能的去向，以及分布進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，分析表明發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水帶走的熱量是相當(dāng)可觀的，而對(duì)這部分熱量進(jìn)行回收是有意義，有價(jià)值的事情。 2. 對(duì)現(xiàn)如今發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能回收利用情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，目前對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能回收利用還僅是用于汽車在冬季的時(shí)候取暖使用。 3. 本章還對(duì)溫差發(fā)電原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并且還對(duì)它在遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動(dòng)機(jī)煙氣余熱回收的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了介紹。這表明利用溫差發(fā)電的理論，來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水進(jìn)行回收利用是可行的。 29 第3章　發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能回收 3.1　回收原理 采用溫差發(fā)電原理對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水進(jìn)行回收，以冷卻循環(huán)水的熱能為熱源，通過對(duì)冷源、熱源以及發(fā)電模塊的設(shè)計(jì)，將冷卻循環(huán)水的熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。 溫差發(fā)電原理是基于塞貝克效應(yīng)，將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)一對(duì)溫差電偶的兩個(gè)接頭處于不同溫度時(shí)，電偶兩端就有一定電動(dòng)勢(shì)。要得到較大的功率輸出，通常把若干對(duì)溫差電偶串(或并)聯(lián)成為溫差電堆。溫差發(fā)電原理如圖3-1所示，該裝置可利用溫差直接產(chǎn)生電力。將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體在熱端連接，則在冷端可得到一個(gè)電壓，一個(gè)PN連結(jié)所能產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)有限，將很多個(gè)這樣的PN連結(jié)串聯(lián)起來就可得到足夠的電壓，成為一個(gè)溫差發(fā)電機(jī)。 圖3-1溫差發(fā)電原理圖 3.2　對(duì)冷卻循環(huán)水熱能回收利用裝置的設(shè)計(jì) 對(duì)溫差發(fā)電裝置的冷端、熱端、發(fā)電模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能進(jìn)行收集并作用于溫差發(fā)電裝置的熱端，并對(duì)冷端散熱進(jìn)行設(shè)計(jì)，使裝置的冷熱端具有一定溫差。將發(fā)電模塊置于兩端之間即可產(chǎn)生電能。 3.2.1　熱源集熱裝置的設(shè)計(jì) 圖3-2 冷卻循環(huán)水集熱器 1.冷卻循環(huán)水管路 2.吸熱翅板 3.集熱器耳朵 如圖3-2所示，圖中1為冷卻循環(huán)水路的進(jìn)出口，發(fā)動(dòng)機(jī)管路中的冷卻循環(huán)水從集熱器的一側(cè)進(jìn)入流經(jīng)整個(gè)集熱器，將攜帶的熱量傳遞給集熱器后再由另一側(cè)排出回到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)管路中去。圖中2為吸熱翅板，為的是增加冷卻循環(huán)水與集熱器的接觸面積，能更好的將冷卻循環(huán)水的熱量進(jìn)行回收，之所以將集熱器內(nèi)部水路設(shè)計(jì)成曲折型，增加了冷卻循環(huán)水在集熱器中停留的時(shí)間，目的也是如此。圖中3是集熱器耳朵，用來與發(fā)電裝置的冷端進(jìn)行聯(lián)接固定。 集熱器的下表面與溫差發(fā)電模塊的上表面相接觸，將熱量傳遞給發(fā)電模塊的上表面。 3.2.2　溫差發(fā)電模塊的設(shè)計(jì) 圖3-3 溫差發(fā)電模塊 4.溫差發(fā)電片 5.散熱器耳朵 6.散熱器主散熱片 如圖所示，圖3-3中的方塊為溫差發(fā)電片，它的上表面與集熱器的下表面相接觸，作為溫差發(fā)電器的熱端，它的下表面與主散熱片的上表面相接觸，作為溫差發(fā)電器的冷端。每個(gè)溫差發(fā)電片的之間的空隙用隔熱墊進(jìn)行隔熱，并且在隔熱墊中嵌入導(dǎo)線，將所有溫差發(fā)電片串聯(lián)成一個(gè)整體，從而成為一個(gè)溫差發(fā)電器。 溫差發(fā)電片的發(fā)電原理：塞貝克效應(yīng)（兩種不同導(dǎo)體組成的回路，當(dāng)兩接頭有溫差時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電流）。 圖3-4 溫差發(fā)電原理圖 ：電勢(shì)差，與溫差成正比 ：塞貝克系數(shù) ：熱端溫度 ：冷端溫度 : 外接電阻 ：內(nèi)阻 如圖3-4所示將N型和P型半導(dǎo)體串聯(lián)起來形成回路，一端連接熱源，另一端連接冷源，就形成了簡(jiǎn)易的溫差電池（溫差電偶），這就是溫差發(fā)電的原理。而溫差發(fā)電片的內(nèi)部就是將若干個(gè)這樣的溫差電偶進(jìn)行串并聯(lián)，來提高電壓和電流，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-5所示 圖3-5 (a) 溫差發(fā)電片內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖3-5 (b) 溫差發(fā)電片 3.2.3　冷源散熱器的設(shè)計(jì) 由于熱源采用的是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能，最高溫度只有九十多度，對(duì)冷源降溫的要求并不高，因此將溫差發(fā)電裝置的冷源將直接設(shè)計(jì)為散熱片的形式，利用風(fēng)冷降低溫度，作為溫差發(fā)電裝置的冷源。 圖3-6 散熱器 4.溫差發(fā)電片 5.散熱器耳朵 6.散熱器主散熱片 7.散熱器副散熱片 如圖3-6所示，散熱器為一個(gè)整體，主散熱片的上表面與溫差發(fā)電片的下表面相貼合，下方的副散熱片與主散熱片垂直。散熱器為風(fēng)冷形式，當(dāng)空氣流經(jīng)散熱片的表面，會(huì)帶走整個(gè)散熱器的熱量，從而持續(xù)給溫差發(fā)電片的下表面降溫。主散熱片的邊緣設(shè)計(jì)有耳朵，用于與集熱器進(jìn)行螺栓聯(lián)接。 3.3　冷卻循環(huán)水溫差發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)與要求 3.3.1　整體結(jié)構(gòu) 該裝置的設(shè)計(jì)靈活性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可依據(jù)不同車型進(jìn)行量身設(shè)計(jì)。如圖3-7所示，該裝置主要分為三個(gè)部分，一是熱源回收裝置（集熱器）；二是溫差發(fā)電模塊，由多個(gè)溫差發(fā)電片通過導(dǎo)線聯(lián)接而成；三是冷源散熱裝置（散熱器）。集熱器和散熱器通過螺栓聯(lián)接，而溫差發(fā)電模塊置于集熱器下表面和散熱器上表面之間，在螺栓的作用下被加緊。溫差發(fā)電模塊之間的間隙由隔熱墊填充，并且溫差發(fā)電模塊相連接的導(dǎo)線鑲嵌在隔熱墊里邊以保護(hù)導(dǎo)線。 圖3-7 溫差發(fā)電裝置整體結(jié)構(gòu) 8.螺栓 9.隔熱墊 汽車正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻循環(huán)水通過循環(huán)水管道進(jìn)入集熱器，給溫差發(fā)電裝置提供熱源，之后再由另一側(cè)流出回到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)系統(tǒng)。與此同時(shí)，空氣流對(duì)散熱片進(jìn)行冷卻，熱源和冷源的獲得，產(chǎn)生溫差效應(yīng)，這時(shí)發(fā)電模塊產(chǎn)生電壓，該電壓經(jīng)升壓整流后供用電器使用。 3.3.2　裝置要求 1.集熱器和散熱器的材料要求導(dǎo)熱率高，導(dǎo)熱速率快，在經(jīng)受溫度變化時(shí)的變形率低。 2.集熱器的下表面和散熱器的上表面平面度要求較高，要能與溫差發(fā)電模塊的上下表面完全貼合。 3.4　本章小結(jié) 1. 本章對(duì)溫差發(fā)電原理進(jìn)行了介紹，并且將此原理運(yùn)用到了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能回收利用當(dāng)中，利用溫差發(fā)電原理發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能轉(zhuǎn)換為電能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水余熱的回收利用 2. 本章還對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能回收利用的裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活、方便、實(shí)用?？梢葬槍?duì)不同的車型進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，切實(shí)能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能進(jìn)行回收利用。 結(jié)論 經(jīng)過這段時(shí)間的畢業(yè)論文創(chuàng)作，可以說過程非常的不容易。從一開始看到題目的茫然，不知該怎么去做，到后來通過查閱大量資料，以及和老師互相討論才有了想法和方向。我的題目是‘發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能回收利用’，通過查閱資料發(fā)現(xiàn)冷卻循環(huán)水余熱回收的方法有很多，但是卻都不太適合用于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水熱能回收。最后我采用的是溫差發(fā)電原理來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能進(jìn)行回收利用，并且對(duì)熱能回收裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。利用溫差發(fā)電原理來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能進(jìn)行回收是最切實(shí)可行的辦法。該回收裝置就是一個(gè)溫差發(fā)電器，利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水的熱能作為溫差發(fā)電器的熱源，采用風(fēng)冷散熱器作為溫差發(fā)電器的冷源。再根據(jù)塞貝克效應(yīng)，在熱源和冷源之間加入溫差發(fā)電模塊。這樣就制成了一個(gè)簡(jiǎn)易的溫差發(fā)電器。從而達(dá)到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水熱能回收利用的目的。 致謝 首先感謝我的導(dǎo)師孟立新副教授，有你的指導(dǎo)我才能完成這次畢業(yè)論文。 大學(xué)四年即將結(jié)束，在這里我十分感謝在這四年里遇到的每一位老師和每一位同學(xué)，是你們陪伴我度過了這美好的四年。在這四年里，我經(jīng)歷了許多，也成長(zhǎng)了許多。是你們傳授我知識(shí)，是你們教會(huì)我責(zé)任，是你們帶給我勇氣，也是因?yàn)槟銈?，我這四年才活的精彩。謝謝！ 我的大學(xué)--北華航天工業(yè)學(xué)院，是您培育了我四年，不僅豐富了我的知識(shí)，還教會(huì)了我如何做一個(gè)有責(zé)任心，勇于擔(dān)當(dāng)，認(rèn)真做事，踏實(shí)做人的人，謝謝您！我將謹(jǐn)記您的教誨--‘進(jìn)德修業(yè)，精益求精’，并將它奉為我行事做人的準(zhǔn)則。 最后再向所有人，老師、同學(xué)、我的母校致以我最誠(chéng)摯的祝福--愿明天更美好！ 參考文獻(xiàn) [1]?呂雪瑛，王建，孫鴻飛. 輻射傳熱條件下的熱電發(fā)電器性能? [2]?陳金燦，嚴(yán)子浚. 半導(dǎo)體溫差發(fā)電器性能的優(yōu)化分析[J].半導(dǎo)報(bào)學(xué)報(bào).1994.15(2):123-129? [3]?蔡永華，明平順，肖金生等.?最大功率和效率條件下的熱電器件性能優(yōu)化[J].?武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：信息與管理工程版，2009，31(2):267-270.? [4]?賈磊，陳則韶，胡芃等.?半導(dǎo)體溫差發(fā)電器件的熱力學(xué)分析[J].中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，34(06):684-687.? [5]?屈健,李茂德. 半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的工作性能優(yōu)化[J].低溫工程,2005(2):20-23.? [6]?張寧,李鵬,肖金生，張清杰. 熱電發(fā)電器件的輸出功率和效率的解析模型[J].?武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)? [7]?蔡永華，楊天麒，趙在理等.?集熱體物性對(duì)太陽(yáng)能熱電發(fā)電系統(tǒng)性能的影響[J].?武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2009，33(3):471-474? [8]?林比宏.太陽(yáng)能半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的輸出功率[J].泉州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2002,20(6):20-24? [9]?鄧頓.AMTEC熱損失數(shù)值模擬研究[?J].哈爾濱工程大學(xué),2011.? [10]?劉洪權(quán),宋英,孫秋,等.熱電轉(zhuǎn)換器件的研究與應(yīng)用[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,40(9):1431-143.? [11]葛紹巖,那鴻悅.熱輻射及其測(cè)量=M].北京.科學(xué)出版社,1989.? [12]?Heilin?J.Wauer?J.Stability?of?a?nonlinear?brake?system?at?high?operating?speed.Nonlinear?Dynamics?1998;120:992-9.?