1.一种混合式汽车尾气温差发电器的长度确定方法,其特征在于:
一种混合式汽车尾气温差发电器,包括两条废气流通管路(3),所述废气流通管路(3)两端分别与入口排气管(1)和出口排气管(6)固连为一体,两条废气流通管路(3)中间布置有冷却水箱(4),废气流通管路(3)上、下表面粘贴有温差发电片组(5),远离冷却水箱(4)的温差发电片组(5)粘贴翅片板(2);
所述长度确定方法具体为:确定温差发电器第i个单位长度上废气流通管路(3)和翅片板(2)之间的温差发电片高温端温度Th3和低温端温度Ta2、废气流通管路(3)和冷却水箱(4)之间的温差发电片高温端温度Th4和低温端温度Tw2;计算温差发电器在第i个单位长度上的热电转换效率ηi,设置热电转换效率下限η,令n=i,若ηi≥η,则n=i+1,若ηi<η,则n=i-1,进而求得温差发电器的长度L=2b+2c+n×a+(n-1)d,其中单位长度a为一个温差发电片的长度,b为入口排气管(1)或出口排气管(6)的长度,c为边缘温差发电片与废气流通管路(3)相应端部的距离,d为相邻温差发电片之间的间隔;
所述高温端温度 其中Ta1为空气经过对流传热传
到翅片板(2)上壁面的温度,δ1为翅片板(2)的厚度,δ2为温差发电片的厚度,λ1为翅片板(2)或废气流通管路(3)或冷却水箱(4)的导热系数,λ2为温差发电片的导热系数,ha为空气的传热系数,Aa为单位长度上空气与翅片的接触面积,Ac为单位长度上热传导的面积,Ta为空气流入翅片的初始温度;
所述低温端温度
所述高温端温度 其中Tw为冷却水流入管道的初
始温度,Tw1为冷却水流通管路的内壁温度,Aw为单位长度上冷却水与管路接触面积,hw为冷却水的传热系数,δ4为冷却水箱的壁厚;
所述低温端温度
所述热电转换效率 第i个单位长度上的最大功率 单个温差发电
片由于温度差产生的U=α(Th4-Tw2)+α(Th3-Ta2),单个温差发电片的塞贝克系数α=αpn×N,温差发电器中单位长度上的吸热量 其中R为单个温差发电片的内阻,αpn为热电偶的塞贝克系数,N为单个温差发电片的热电偶数目,cp为尾气的比热容, 为尾气的质量流量,ΔTh为汽车尾气在单位长度上的温差。
2.一种根据权利要求1所述的长度确定方法确定的混合式汽车尾气温差发电器,其特征在于,包括两条废气流通管路(3),所述废气流通管路(3)两端分别与入口排气管(1)和出口排气管(6)固连为一体,两条废气流通管路(3)中间布置有冷却水箱(4),废气流通管路(3)上、下表面粘贴有温差发电片组(5),远离冷却水箱(4)的温差发电片组(5)粘贴翅片板(2)。
3.根据权利要求2所述的混合式汽车尾气温差发电器,其特征在于,所述废气流通管路(3)为中空长方体结构,且管路上下表面均匀分布若干小孔。
4.根据权利要求2所述的混合式汽车尾气温差发电器,其特征在于,所述冷却水箱(4)两侧设有冷却水流通的出入口,冷却水箱(4)内部的冷却水流流通管路为“S”形。