Giriş: Termal ve Akışkan Dinamiklerin Kıtlanması

Enerji toplama cihazları, ısı, hareket, ışık veya kimyasal gradyanlardan oluşan kaynaklardan çevre enerjisini yakalamak ve bunu tek başına mümkün olmayan birçok fiziksel fenomen arasında, ısı geçişi ve sıvı akışı arasındaki etkileşim, kritik bir ısı geçişi ve pratikliği belirleyici olarak öne çıkarır. İkincil mühendisler, hem de kısmen tek başına prosese erişemeyen performans kazanımlarını ortaya çıkarabilirler.Bu sinerji sadece katkı sağlar; bu sinerjinin sadece ısı geçişi ve akışkanlar arasındaki sürekli ısı geçişi ile birlikte verimli bir ısı geçişi ile birlikte hız sağlar.

Heat Transfer ve Akışkanlar Akışının Temelleri

Isı transferi üç temel mekanizmayla oluşur: iletim, konveksiyon ve radyasyon.ETHD:0)Condüksiyon) Bir bölgeden diğerine ısı geçişi, sabit veya sabit bir sıvının taşınmasıdır; Fourier'in yasası ile tanımlanır (Döneticileri tarafından yapılan) ve ısı geçişi (önemli bir basınçtan veya gazdan kaynaklanan ısı geçişi)

Akışkanlar Navier-Stokes denklemleri tarafından yönetilir ve akışları (Dörtücük) ile ısıtılır (Dörtücük) veya spert (Dönetici) ısıtılır.[Dörtücük)

Sıcak geçiş ve sıvı akışı arasındaki sinerji, özellikle de aşırı pompalanma gücü cezaları olmadan ısı geçişinin en güçlü olduğunu ortaya koyar ve ısı pompasına maruz kalır.Bu nedenle, enerji toplayıcı cihazların tasarımı genellikle akış tarafından teşvik edilir ve ısı transfer katlanarak artar.Bu ince ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katan ısı transfer katanlığı.

Enerji Atıksu için ısı Transferinin Rolü

Termoelektrik Jeneratörleri (TEGs)

Bir termoelektrik jeneratörü, doğrudan göz önünde bulundurularak elektrik gerilimine dönüşür.Bir TEG'nin verimliliği temel olarak, cihazın değeri ()ZT) ile ısı geçişi, ısı geçişi, ısı geçişi, ısı geçişi, ısı geçişi ile ısı geçişi ile ısı geçişi ile ısınırık bir ısı geçişi ile ısı geçişi için önemli bir rol oynar.

Termofoaic (TPV) Systems

Termofotomik cihazlar ısıtılmış ısıtılmış yüksek sıcaklıklara (tipik olarak 1000-1500 K) fotonları bir fotovoltaik hücreye yaymaktır. birincil ısı transfer mekanizması radyasyon olsa da, yayıcının veya güneş koncentratöre kadar ısıtılması gerekir - bu tür sistemlerde, sıvı (örneğin ısı geçişi) ısı geçişi ısı geçişinin ısıtılması için ısı geçişi sağlar.

Piezoelektrik Enerji Enerjileri Akışkanlarla -Indük Oscillations

Pastanez metaller genellikle mekanik titreşim ile ilişkilendirilse de, sıvı akış bu titreşimin kaynağı olabilir. flutter-based veya vortex-indük vibrasyon (VIV) hasatçılar hava veya su akışını genellikle ikincil olarak kullanır, ancak bazı ısı tasarımları, sıvı ısı pompasının yanı sıra, ısı geçişinin mekanik bir şekilde işlenmesini önler.

Optimal Synergy için tasarım göz önüne alınır

Sıcaklık-dönüşüm sinerjisini tamamen kullanan verimli bir enerji hasat cihazı oluşturmak, birden çok tasarım parametresine dikkat gerektirir. Aşağıdaki alt bölümler en kritik faktörleri özetler.

Çalışma Akışı Seçimi

Cenâb-ı Hakka göre, bu tür bir fikre sahip olan (küresel) ve sûreye göre, (küresel) sûrede bulunan ve sûrede bulunan (küresel) sûrede bulunan (küresel) sûrede) sûrede (küresel) sûrede) sûrede (k) sûrede) sûredetmeler (k) sûrede) sûrededir.

Kanal Geometri ve Akış Yapılandırma

Akış kanallarının geometrisi hem ısı transferini hem de baskıyı güçlü ölçüde etkiler.(Dörtücük) Doğrulanmış olan elektrik miktarı (CFL) ile birlikte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.

Akış Oranı ve Baskı Dur Yönetimi

Akış oranı yeterince yüksek ısı transfer katını arttırır, ancak aynı zamanda basınç düşüşü (yaklaşık olarak) TÜSİAD (DÜDÜDÜ) ⁇ FLT:2), bu nedenle, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan elektrik miktarı (C) yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir ısıtılır.

Heat Exchanger Surfaces için malzeme seçimi

Sıcaklık değiştirici duvarları için kullanılan malzemeler hem termal direniş hem de dayanıklılık etkiler. Yüksek termal iletkenlik metalleri bakır ( ⁇ 400 W/m·K) ve alüminyum ( ⁇ 200 W /m·K) en az iletken dirençler ve sıvının ısıyı hasat elementinden etkin bir şekilde transfer etmesini sağlar. korozyon direnci, maliyet, ağırlık ve manufacturability gibi daha büyük yüzeylerde,

Uygulamaların ısı Transferi ve Akış Synergy

Endüstriyel Atık Heat Recovery

ABD Enerji Bölümü'ne göre, bu ısının yaklaşık% 20–50'si atık ısısı olarak kaybedilir ve çoğu, yüksek miktarda sıvı veya sıcak sıvıya sahiptir.

Güneş Termal Enerji Enerjinin Yeniden Üretilmesi

Mekanik güneş enerjisi (CSP) ve güneş termal koleksiyoncular, bir soğutma sıvısı (su veya hava) diğer taraftan ısı geçişinin ardından, yüksek çözünürlükte bulunan ısı geçişinin (enerji) ısıtılması için sıvı ısınması için sıvı ısıtılması için sıvı ısıtılır.

Ocean Thermal Energy Dönüşüm (OTEC)

OTEC, sıcak yüzey deniz suyu (-30°C) ve soğuk derin deniz suyu (4-6°C) ısı motoruna sahip olmak için ısı geçişi sağlar. Sıcak su, genellikle bir çalışan sıvı (örneğin, buharlı) buharlı ısıtılır; o zaman soğuk sular, yüksek ısı geçişi için buharlaşır.

Geotermal Heat Pumps and Small-Scale Harvesters

Ground-source ısı pompaları (GSHP), ısı ve serin binalar için istikrarlı yeraltı ısısını kullanıyor. Genellikle enerji toplayıcıları olarak kabul edilmezken (enerji ısısını taşımak için elektrik tüketiyorlar), zemin ısısını toplamak ve sonra bir TEG modülü aracılığıyla akış hızı ayarlandığında, TEG sistemleri arasındaki sıcaklık farkının yüksekleştirilmesi için ayarlandığında, elektrikle ısı değiştiricileri ısıtın.

Future Yol ve Gelişen Araştırma

Adaptif ve Akıllı Akışkanlar Sistemleri

En umut verici alanlardan biri, TEG'yi en yüksek enerji noktasında korumak için uyarlanabilir sistemler geliştirilmesidir[Dönemli olarak optimize edilmiş sıvı akışın % 0:1’i), bu tür kapalı motor kontrollerin ve gömülü sensörlerin (kıya, basınç, akış oranı), kontrollerin sabit akış işlemine kıyasla, kontrollerin veya ısıtılması için bir kontrolün (enerjinin) toplam enerji hasatını artırabileceği anlamına gelir.

Nanofluids ve Microencapsated Faz Değiştirilmiş Malzemeler

Nanofluidler, iki farklı nanoparçacık türü birleştiren (örneğin, 2) ısı geçişi için dikkat çekmeye devam ediyor.[Dönemli ısı transferleri.[Döneticileri) ve sinerjikleri güçlendirirken, bir başka yenilik, iki farklı nanoparçacık türü (örneğin,) ısı geçişi (PCM) ısı geçişi için ısı geçişi (PCM)[D)[D) ısı geçişi ve ısı geçişi sırasında ısı geçişi.

Mikrofluidic Enerji Üreten

Mikro ölçekli, ısı geçişi ve sıvı akışı arasındaki sinerji, mikro ölçekli sıvıların yüksek ısıtılması ve hızlı ısıtılması için mikro ölçekli kanallardan gelen ısı geçişi için daha da samimi hale gelir.

Multifizik Modelleme ve Optimizasyon

Çift ısı geçişi, sıvı akışı ve elektrik dönüşümleri gelişmiş modelleme araçları talep etmektedir.ETHD, sonlu elemanlar analizi (FEA)), termoelektrikler için kullanılan makine öğrenimi, tasarım alanını hızlı bir şekilde araştırmak ve tanımlamak için simülasyon verileri üzerinde eğitilir. (e.g., ANSYSent, COMSOL Multifizik) Tüm cihazı ve geometriyi simüle etmeye ve mikro tasarıma ulaşmada yardımcı olur.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Sıcaklık transferinin ve sıvı akışının etkili entegrasyonu sadece teknik bir detay değildir - birçok enerji hasat teknolojileri için temel bir olasılıktır. termoelektrik jeneratörlerinden ve termofotomiklerden, ısı kurtarma ve güneş ısı sistemleri gibi pratik kısıtlamalara saygı duyan, ısıtılabilirliği doğrudan kontrol, nanofluens, mikropiyonlar ve daha yüksek enerji çözümlerinin ötesinde, iki güç kaynağının daha verimli hale getirilmesi ve daha verimli hale getirilmesi için daha verimli hale getirme yeteneği, yüksek çözünürlükte ve daha güçlü olan iki güç işlemesine saygı göstermelidir.