بررسی عددی اثر سطح مقطع کانال جریان بر عملکرد مولد توان ترموالکتریک یکپارچه

مولدهای ترموالکتریک یک تکنولوژی بادوام و سازگار با محیط زیست هستند که یکی از مهم ترین کاربرد های آن ها، بازیابی حرارت هدررفته از مصرف سوخت های فسیلی و تبدیل آن به الکتریسیته می باشد. در این میان، مولد های ترموالکتریک یکپارچه که با ایجاد کانال جریان در پایه های دستگاه ساخته می شود، توانسته اند عملکرد دستگاه را به مقدار قابل توجهی افزایش دهند. هدف از انجام این تحقیق، بررسی عددی اثر ساختار سطح مقطع کانال جریان بر عملکرد مولد توان ترموالکتریک یکپارچه می باشد. به این منظور، هندسه های مختلفی برای سطح مقطع کانال جریان شامل دایره، ذوزنقه، مربع و مستطیل درنظر گرفته شده و اثرات نسبت مساحت کانال جریان، طول نیمه هادی و عدد رینولدز بر روی عملکرد دستگاه مورد ارزیابی قرار می گیرد. در مطالعه حاضر، اتصال دهنده های مولد ترموالکتریک دارای دمای ثابت سرد بوده و حرارت با وارد شدن سیال گرم با سرعت یکنواخت به دستگاه اعمال می شود. بررسی نتایج بدست آمده نشان می دهد که در یک نسبت مساحت کانال جریان و طول نیمه هادی ثابت، عملکرد دستگاه ترموالکتریک برای کانال جریان دارای 36 مستطیل از سایر کانال های ذکر شده بیشتر است. علاوه بر این، با افزایش مقدار نسبت مساحت کانال جریان از 0/28 به 0/68، مقادیر گرمای ورودی، توان خروجی و راندمان حرارتی به ترتیب 1/68، 1/77 و 1/52 برابر می شوند. در ضمن، در این تحقیق یک طول بهینه برای نیمه هادی محاسبه شده است که در آن، توان خروجی حداکثر حاصل می شود.