Bir termoelektrik jeneratör sisteminin ısı alıcısının ısıl performansına farklı dış ortam sıcaklıklarının etkisi

Abstract

Bu çalışmada turboşarjlı bir traktörün turbo şarj kompresörü ile ara soğutucusu arasına yerleştirilmek üzere bir termoelektrik jeneratörlü bir geri kazanım sistemi tasarlanmış, farklı dış ortam sıcaklıkları için geri kazanım sisteminin dış ortama verdiği maksimum ısı miktarı ve kanat yüzey verimleri Matlab programı kullanılarak hesaplanmıştır. Mevcut literatürde otomobillerin termoelektrik jeneratörlerinde egzoz gazlarının ısıl enerjisi kullanılırken, bu çalışmada alternatif olarak termoelektrik jeneratörde kompresördeki basınçlı havanın ısıl enerjisi kullanılmıştır. Termoelektrik jeneratör sisteminin turboşarjlı traktörün kompresörü ile ara soğutucusu arasına yerleştirilmesi, sistemde elektrik gücü sağlamasının yanı sıra ara soğutucuya giren havanın daha düşük bir sıcaklıkta olmasını sağlamıştır ki bu da turboşarjlı traktörün motor veriminin artması için önemlidir. Dış ortam sıcaklığındaki artışla maksimum ısı transferi ve ısı taşınım katsayısının azaldığı tespit edilmiştir. Buna ilave olarak ısı alıcılarının kanatlı yüzey verimliliğinin dış ortam sıcaklığı ile arttığı belirlenmiştir. 268 K sıcaklığında gerçekleşen maksimum ısı transferinin 303 K sıcaklığına göre yaklaşık olarak %9.3 artış gösterdiği bulunmuştur. Ancak 303 K sıcaklığındaki kanatlı yüzey veriminin ise 268 K sıcaklığına göre yaklaşık olarak %1.3 daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

In this study, the maximum heat transfer and finned surface efficiencies of heat sinks on the cold side of the thermoelectric generator system placed between the compressor and the intercooler in a turbocharged tractor for different outdoor temperatures were determined using the Matlab program. While thermal energy of exhaust gases is used in thermoelectric generators of automobiles in the current literature, alternately in this study, the thermal energy of the compressed air in the compressor was used in the thermoelectric generator. The placement of the thermoelectric generator system between the compressor and the intercooler of the turbocharged tractor provided electrical power in the system, as well as a lower temperature of the air entering the intercooler, which is important for increasing the engine efficiency of the turbocharged tractor. It was determined that the maximum heat transfer and heat convection coefficient decreases with the increase in the external environment temperature. In addition, it has been detected that the finned surface efficiency of the heat sinks increases with the external environment temperature. It was found that the maximum heat transfer at a temperature of 268 K increased approximately 9.3% compared to 303 K. However, it was determined that the finned surface efficiency at 303 K temperature was approximately 1.3% higher than at 268 K temperature.