航空活塞发动机尾气热电温差发电仿真分析#br#

中国民航大学学报 ›› 2019, Vol. 37 ›› Issue (5): 11-5.

航空活塞发动机尾气热电温差发电仿真分析#br#

聂尔冰¹，徐琛¹，高名扬²

（1.中国民航大学工程技术训练中心，天津300300； 2.天津杰普逊国际飞行学院有限公司，天津300308）

出版日期:2019-10-25 发布日期:2020-04-01
作者简介:聂尔冰（1990—），男，山西忻州人，助教，硕士，研究方向为发动机节能减排.
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项（3122017016）

Simulation on thermoelectric generation with piston aero engine exhaust#br#

NIE Erbing¹, XU Chen¹, GAO Mingyang²#br#

（1. Engineering Technique Training Center, CAUC, Tianjin 300300, China;2. Tianjin Jeppesen International Flight College Co LTD, Tianjin 300308, China）

Online:2019-10-25 Published:2020-04-01
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摘要/Abstract

摘要： 热电温差发电装置可以有效回收航空活塞发动机尾气中的余热能，从而减少发动机曲轴负载，降低燃油消耗。基于集总参数法和热阻分析法，利用GT-POWER 软件建立发动机和尾气温差发电装置的仿真模型，并用实验数据进行标定及校核。分析热电尾气温差发电装置在道路车辆及飞机上应用时发电效果的差异及原因，研究海拔高度对于尾气温差发电装置发电功率的影响规律，并对加装该装置后的节油效果进行计算，相关结果为航空活塞发动机尾气温差发电装置的工程应用提供了理论和数据基础。

关键词: 航空活塞发动机, 热电效应, 尾气温差发电装置, 集总参数法, 热阻分析法, 发电功率

Abstract: Thermoelectric generator can recover the waste heat energy from the piston aero engine exhaust gas and reduce the engine crankshaft load and fuel consumption. Based on lumped parameter method and thermal resistance analysing method， the simulation model of engine and TEG is built by using GT-POWER and calibrated with experimental data. TEG output power differences and reasons in road vehicles and airplanes are studied, the influence of altitude on TEG output power is explored and the fuel-saving effect of TEG is calculated. Result of the current research supplies theoretical and data basis for engineering application of TEG in the piston aero
engine exhaust heat recovery.

Key words: piston aero engine, thermoelectric effect, thermoelectric generator, lumped parameter method, thermal resistance analysis, generator output

中图分类号:

V23
TK421

聂尔冰, 徐琛, 高名扬. 航空活塞发动机尾气热电温差发电仿真分析#br#[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(5): 11-5.

NIE Erbing, XU Chen, GAO Mingyang. Simulation on thermoelectric generation with piston aero engine exhaust#br#[J]. Journal of Civil Aviation University of China, 2019, 37(5): 11-5.

参考文献 10

[1]	亚翔航空. 2017 中国通航报告[DB/OL]. [2017-10-26]. https：//www.useit.com.cn/thread-16933-1-1.html.
[2]	YU CHUANG, CHAU K T. Thermoelectric automotive waste heat energy recovery using maximum power point tracking[J]. Energy Conversion and Management, 2009, 50: 1506-1512.
[3]	曾丹苓.工程热力学[M]. 3版,北京:高等教育出版社, 2002: 72-74.
[4]	张腾，张征.温差发电技术及其一些应用[J].能源技术, 2009, 30(1): 35-39.
[5]	ROWE D M.高敏,译.温差电转换及其应用[M].北京:兵器工业出版社， 1996.
[6]	YANG JIHUI, STABLER F R. Automotive applications of thermoelectric materials[J]. Journal of Electronic Materials, 2009, 38(7): 1245-1251.
[7]	MASSAGUER E,MASSAGUER A,MONTORO L, et al. Modeling analysis of longitudinal thermoelectric energy harvester in low temperature waste heat recovery applications [J]. Applied Energy, 2015, 140: 184-195.
[8]	LIU XUN, LI CHAOQUN, DENG YADONG, et al. An energy-harvesting system using thermoelectric power generation for automotive application[J]. Electrical Power and Energy Systems, 2015: 510-516.
[9]	周松. 内燃机工作过程仿真技术[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2012.
[10]	邓亚东,范韬, 郭殉, 等. 汽车尾气温差发电装置及热电模块的布置研究[J].武汉理工大学学报信息与管理工程版, 2010, 32(2)： 265-267.