Термоелектричні генератори на органічному паливі - Автореферат

бесплатно 0
4.5 92
Фізичний та технологічний розвиток науки про термоелектричні джерела електричної енергії для підвищення ККД генераторів на органічному паливі. Теоретична розробка теорії гетерогенного окиснення органічних палив у каталітичних дифузійних джерелах тепла.


Аннотация к работе
Національна академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наукНауковий консультант: академік Національної академії наук України, доктор фізико-математичних наук, професор Анатичук Лукян Іванович, Інститут термоелектрики Національної академії наук України та Міністерства освіти і науки України, директор Лашкарьова, завідувач відділу доктор фізико-математичних наук, професор Гуцул Іван Васильович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, декан фізичного факультету доктор технічних наук, старший науковий співробітник, Ащеулов Анатолій Анатолійович, Інститут термоелектрики НАН і МОН України, головний науковий співробітник Створено класифікацію фізичних моделей ТЕГ на газовому та рідкому паливі, яка містить 64 моделі, серед яких - 55 нових. Розвинуто теорію каталітичних джерел тепла, знайдено розподіл температур, концентрацій реагентів і швидкостей реакції, за яких досягається максимальна ефективність генерування тепла. Винайдено новий клас термоелектричних матеріалів та нові типи термоелектричних перетворювачів на газовому паливі, ефективність яких в 1,6-1,8 разів вища порівняно з термопарним термоелементом.Використання ТЕГ дозволяє також створювати нові типи джерел опалення, суміщених з термогенераторами. Розвинути теорію гетерогенного окиснення органічних палив у каталітичних дифузійних джерелах тепла; дослідити фізичні моделі цих джерел, провести математичний опис гетерогенного процесу окиснення палива, теплота масообмінних процесів у пористих шарах каталізаторів; експериментально дослідити умови, за яких досягається максимальна повнота окиснення палива, стабільність роботи та екологічність каталітичних джерел тепла. Предмет дослідження - фізичні процеси і явища, що відбувається при перетворенні теплової енергії згоряння органічного палива у електричну енергію у термоелектричних генераторах, методи оптимізації термогенераторів; фізичні процеси та технології каталітичних джерел тепла; властивості експериментальних зразків термогенераторів. Для досягнення поставленої мети у роботі використовувались методи термодинаміки необоротних процесів у застосуванні до термоелектричного перетворення енергії; методи математичної фізики для визначення температурних і теплових полів у газових і термоелектричних середовищах; фізико-хімічні методи: газова хроматографія, растрова електронна мікроскопія, рентгенівський спектральний і фазовий аналізи та кінетичний метод розрахунку основних параметрів процесів горіння палив; фізичне моделювання термогенераторів; методи компютерного моделювання теплових і масообмінних процесів перетворення хімічної енергії палива в теплову; методи компютерного моделювання й проектування термоелектричних модулів і генераторів. На основі аналізу фізичних моделей визначено найбільш раціональні, використання яких забезпечує суттєве підвищення ККД ТЕГ та можливості їх широкого застосування: генераторів з внутрішніми каталітичними джерелами тепла, каталітичних генераторів з дифузійними джерелами тепла, секційних генераторів з каскадними модулями, комбінованих генераторів тепла та електрики.Поряд з цим, ефективна реалізація можливостей сучасних термоелектричних матеріалів повинна супроводжуватись також зростанням інших чинників, від яких залежить ККД генераторів: ефективності джерел тепла, оптимізації конструкції, збільшення ефективності термобатарей, мінімізації витрат на допоміжні функції генератора. Для створення таких джерел тепла необхідно оптимізувати кількісний та якісний склад оксидних каталізаторів; визначити оптимальні умови генерування тепла та раціональні схеми каталітичних джерел тепла для ТЕГ. Опираючись на досягнення у напрямках, наведених вище, розробити нові фізичні моделі ТЕГ та варіанти ТЕГ для широкого практичного використання: генератори тепла та електрики, в тому числі і секційні, для децентралізації опалення та автономного забезпечення теплом та електрикою; каталітичні генератори, в тому числі і МІКРОТЕГ як альтернатива хімічним джерелам електричної енергії; термогенератори для живлення систем газової автоматики. У третьому розділі представлені результати дослідження фізики дифузійних каталітичних джерел тепла, які використано для створення автономних екологічно чистих термоелектричних генераторів на органічному паливі. Знайдено залежності температури дифузійних джерел тепла і повноти спалювання від форми каталітичної поверхні, її розміру, взаємного розміщення каталізатора і теплоприймальної поверхні ТЕГ, які використано для розробки джерел тепла на газовому та рідкому паливі для термоелектричних генераторів.

План
2. Основний зміст роботи
Заказать написание новой работы



Дисциплины научных работ



Хотите, перезвоним вам?