1.一种温差发电器,其特征在于,为上下对称结构,包括换热器结构(2),换热器结构框架由盖板(7)、底板(6)和两侧板(9)固连而成,且框架的前后为敞口设计,分别作为进气口(4)和出气口;所述盖板(7)和底板(6)之间设置N列、Nf行传热结构(8),各列传热结构(8)等间距分布,各行传热结构(8)之间的距离沿流体流动方向依次减小。
2.根据权利要求1所述的温差发电器,其特征在于,所述传热结构(8)包括在盖板(7)和底板(6)之间设置翅片或在盖板(7)和底板(6)内表面设置凹陷两种形式。
3.根据权利要求2所述的温差发电器,其特征在于,所述在盖板(7)和底板(6)之间设置翅片,具体为:翅片上下端分别与盖板(7)、底板(6)接触;沿流体流动方向,单行翅片的最大长度为S2;沿垂直于流体流动方向,单列翅片的最大长度为S3;所述翅片高度Hf等于H‑2δh,其中H为换热器结构框架的高度,δh为底板(6)或盖板(7)的壁厚。
4.根据权利要求2所述的温差发电器,其特征在于,所述在盖板(7)和底板(6)内表面设置凹陷,具体为:凹陷分布在底板(6)和盖板(7)的内表面,形状包括但不仅限于半球体,所述凹陷的深度为Hin,且Hin<δh,其中δh为底板(6)或盖板(7)的壁厚;沿流体流动方向,单行凹陷的最大长度为S2;沿垂直于流体流动方向,单列凹陷的最大长度为S3。
5.根据权利要求1所述的温差发电器,其特征在于,还包括散热器(1)和温差发电片(3),换热器结构(2)位于上下两组温差发电片(3)之间,温差发电片(3)外侧为散热器(1)。
6.一种根据权利要求1‑5任一项所述的温差发电器的非等距传热结构的参数确定方法,其特征在于,包括步骤:
S1,根据温差发电片(3)和传热结构(8)的几何约束条件,对非等距传热结构参数赋初始值;根据边界条件,得到温差发电片(3)上的温度分布,计算温度均匀性评价指标;
S2,在初始流体质量流量不变的情况下,对传热结构(8)的参数di+1‑di进行迭代,按照S1计算出迭代后的非等距传热结构的温度均匀性评价指标;再分别对S2、S3进行迭代,按照S1计算出迭代后的非等距传热结构的温度均匀性评价指标;
S3,改变流体质量流量,重复S2,计算出不同质量流量的流体情况下,迭代后各非等距传热结构的温度均匀性评价指标;
S4,对S1中的温差发电片(3)的行数、列数分别进行迭代计算,重复S2和S3,计算不同行数或不同列数的温差发电片、不同质量流量的流体情况下,迭代后各非等距传热结构的温度均匀性评价指标;
S5,计算S1‑S4中所有非等距传热结构所用的材料体积,选择最优适配参数的非等距传热结构。
7.根据权利要求6所述的非等距传热结构的参数确定方法,其特征在于,所述根据温差发电片和传热结构的几何约束条件,具体为:其中,NLteg为温差发电片(3)的列数,NRteg为温差发电片(3)的行数,N为传热结构垂直于流体流动方向等距分布的列数,Nf为传热结构(8)的行数,dl为传热结构(8)垂直于流体流动方向的间距,di为传热结构(8)沿流体流动方向非等距分布的间距,且i=1,2,3……Nf‑1;
对非等距传热结构参数赋初始值,具体为S2=10.25mm、S3=6mm、NLteg=2、NRteg=3、N=
5、dl=9mm、Nf=8。
8.根据权利要求6所述的非等距传热结构的参数确定方法,其特征在于,所述边界条件为:进气口(4)和出气口分别采用质量流量入口、压力出口,温差发电片(3)与环境之间存在对流换热,在有限元分析软件中设置所述边界条件,得到温差发电片(3)上的温度分布。
9.根据权利要求6所述的非等距传热结构的参数确定方法,其特征在于,所述温度均匀性评价指标,是将温差发电片(3)上的温度进行离散化,对每片温差发电片(3)在相同的位置取相同数量的温度特征点,对温度特征点的温度进行处理,得到均匀度评价指标;
式中,Ti为每片温差发电片(3)温度的均值,np为每片温差发电片(3)上所取的温度特征点的数量,TPi每片温差发电片(3)上所取的特征点的温度,Tmean为所有温差发电片温度的均值,η为温度均匀性评价指标,n为温差发电片(3)的数量。