多孔構造体熱電素子とJoule熱再生サイクルの学理

多孔结构热电元件理论与焦耳热再生循环

• 批准号: 08750189
• 负责人: 多田 茂
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750189/
• 关键词: 熱電変換素子; 多孔構造体; 往復流動; 冷却効率; 性能指数; Joule熱再生サイクル

多孔構造体の熱電素子を用いた往復流動熱交換器は,従来の熱電変換技術の通念をはるかに越えた革新的な方式である.これにより従来の熱電変換の課題とされて来た伝熱現象と電気現象の分離を可能とし,変換効率を躍進させることが出来る.本研究では往復流動式熱交換器の最適仕様を決定するための数値解析を行い,近未来的な実用化を目指し,基本となる概念,理論の構築を行った.[1]解析モデル:2対の多孔構造体熱電素子を,断熱した管内に普通の多孔構造体を挾んで温接点同士が向かい合うように設置し,両側からの弁の切り替えにより交互に常温の空気を流入し,多孔構造体内において冷却器を実現する.[2]解析で用いられる各種の物理パラメータは,測定が困難な物が多いため,それらについては推奨値を用いて対処した.解析では空隙率,往復流動の周期,空気の流速による冷却効率に対する影響等をシミュレートした.その結果従来型の熱電素子に比べ,冷却効率が上昇し,さらに,従来型では回収が困難であったJoule熱を効率的に系の外部に放出できることが明らかになった.

使用热电结构中的热电元素的往复流热交换器是一种创新的方法，它远远超出了传统的热电转换技术的传统智慧。这允许将传热现象和电现象分开，这些现象被认为是常规热电转换中的挑战，并可以提高转化效率。在这项研究中，进行了数值分析，以确定往复流热交换器的最佳规范，并旨在使它们未来派和实际使用，并构建了基本概念和理论。 [1]分析模型：两对多孔结构热电元素被覆盖在热隔离管中，热触点相互面对。该系统以这种方式安装，并且通过从两侧切换阀，在室温下交替流入空气，从而在多孔结构内实现了一个凉爽的空气。[2]分析中使用的许多物理参数很难测量，因此使用建议的值解决了这些参数。该分析模拟了孔隙率的影响，往复流的周期以及空气流的冷却效率。结果，可以发现与常规热电元件相比，冷却效率提高了，并且可以有效地释放到系统外部的常规模型中，这种焦点的热量很难恢复。