एकीकृत ताप पाइप संरचना के माध्यम से टीईजी पावर घनत्व में सुधार

एकीकृत हीट पाइप के साथ टीईजी डिवाइस ठंड/गर्मी स्रोतों और थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल के बीच गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन में सुधार करता है। शोधकर्ताओं ने हीट पाइप संरचनाओं को पारंपरिक स्टैक्ड डिज़ाइनों में पेश किया है, हीट ट्रांसफर की दिशा को बदलने के लिए हीट पाइप की उच्च थर्मल चालकता का उपयोग किया है, जिससे स्टैकिंग दिशा गर्मी प्रवाह की दिशा के अनुरूप हो जाती है, जो सीमित स्थान में अधिक थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल को एकीकृत करने में मदद करती है। बेंच प्रयोगों के माध्यम से, 650 K और 50 एमएस -1 के ताप प्रवाह के तहत, टीईजी डिवाइस 848.37 डब्ल्यू की आउटपुट पावर और 48.22 डब्लूएल -1 की अल्ट्रा-हाई सिस्टम लेवल पावर घनत्व उत्पन्न कर सकता है, जो प्राप्त कर सकता है विद्युत घनत्व में उल्लेखनीय सुधार। इस बीच, स्टैकिंग संरचना को बदलकर इसे विभिन्न एप्लिकेशन परिदृश्यों में बढ़ाया जा सकता है।

टीईजी संरचना समग्र रूप से एक हेक्सागोनल विन्यास प्रस्तुत करती है, जिसे दोनों के बीच गर्म अंत प्लेटों, ठंडे अंत प्लेटों और थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल को स्टैक करके इकट्ठा किया जाता है। प्रत्येक हॉट एंड प्लेट 12 हॉट एंड हीट पाइपों से सुसज्जित है, जो हीट पाइप और उच्च तापमान निकास गैस के बीच गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न परतों के बीच क्रमबद्ध तरीके से व्यवस्थित होते हैं; प्रत्येक कोल्ड एंड प्लेट अंदर 12 कोल्ड एंड हीट पाइप से सुसज्जित है, जो शीतलन के लिए हेक्सागोनल कॉन्फ़िगरेशन में दोषों में गर्मी स्थानांतरित करता है और अंतरिक्ष उपयोग में सुधार करता है।

टीईजी इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों को एक साथ दो आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता है: सीमित स्थान में पर्याप्त आउटपुट पावर उत्पन्न करना, और अत्यधिक निकास दबाव से बचना। लेखक ने हीट पाइप के साथ एकीकृत टीईजी के थर्मोडायनामिक और बिजली उत्पादन प्रदर्शन पर परिमित तत्व सिमुलेशन आयोजित करने के लिए सीएफडी और थर्मोइलेक्ट्रिक कपलिंग मॉडल के संयोजन का उपयोग किया। अनुसंधान से पता चला है कि थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर 3.89 डब्ल्यू की एकल मॉड्यूल आउटपुट पावर के साथ, छोटे निकास दबाव को सुनिश्चित करते हुए थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल के दोनों सिरों पर पर्याप्त उच्च तापमान अंतर बना सकता है।

शोधकर्ताओं ने गर्म/ठंडा अंत इकाई बनाने के लिए सबसे पहले ताप पाइप को गर्म/ठंडे सिरे वाली फ्लैट प्लेट के साथ एकीकृत किया; फिर, एग्जॉस्ट इनलेट के साथ हॉट एंड फ्लैट प्लेट की पहली परत से शुरू करके, परत दर परत असेंबली की जाती है, और अंत में 240 थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल के साथ एक पूर्ण प्रोटोटाइप तैयार किया जाता है। विभिन्न घटकों की असेंबली प्रक्रिया के दौरान, अंतराल को खत्म करने के लिए संपर्क इंटरफ़ेस पर थर्मल ग्रीस लगाया जाता है। इस विधि द्वारा उत्पादित टीईजी डिवाइस पर्याप्त आउटपुट पावर उत्पन्न करने के लिए विभिन्न एप्लिकेशन परिदृश्यों के अनुसार स्टैकिंग परतों को समायोजित कर सकता है और इसमें प्रयोज्यता की एक विस्तृत श्रृंखला है।

यदि उच्च प्रदर्शन वाले थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री और उच्च ऑपरेटिंग तापमान वाले थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है, तो टीईजी डिवाइस अधिक गर्मी हस्तांतरण का सामना करने में सक्षम होगा, जिससे उच्च आउटपुट पावर और पावर घनत्व प्राप्त होगा।