真空状况热电转换试验研究

论文总字数：21481字

摘 要

热电转换技术是一种极具发展潜力的清洁能源技术，它可以将热能直接转换为电能，利用热电技术生产的产品具有体积小、无噪音、无污染等优点。近年来，人们对电能的需求与日俱增，常规的产能手段又伴随着巨大的资源消耗和环境污染等问题，为了提高能源的利用效率，同时做到可持续发展，热电转换技术是一种很好的选择。其中热离子转换技术以其在余热利用方面的巨大优势，在多级发电和余热发电方面有着巨大的潜力。本文对热离子转换现象进行了详细的分析，同时也探究不同的电极对热离子转换的影响。此外，很多工业生产和实验研究都需要在真空环境下进行，为了更好的进行实验研究，同时为一些实验提供必要的真空环境，本文重点进行了真空系统的设计与搭建工作，并详细记录了整个系统的搭建过程。最后还对真空系统的性能进行了测试，并据此提出了一些改进意见。

关键词：真空技术，真空系统，热电转换，热离子转换

Experimental Study on Vacuum State Thermoelectric Conversion

03013311 Yefei Huang

Supervised by Hongmei Shen

Abstract

Thermoelectric conversion technology is a great potential for the development of clean energy technology, it can be directly converted into electrical energy, with small size, no noise, no pollution and so on. In recent years, people's increasing demand for electricity, conventional production facilities and accompanied by huge resource consumption and environmental pollution and other issues, in order to improve energy efficiency, while sustainable development, thermoelectric conversion technology is a good select. Among them, thermal ion conversion technology has great potential in multi-stage power generation and waste heat power generation with its great advantage in waste heat utilization. In this paper, the thermal ion conversion phenomenon was analyzed in detail, but also to explore the different electrode on the thermal ion conversion. In addition, many industrial production and experimental research need to be carried out in a vacuum environment, in order to better carry out experimental research, while for some experiments to provide the necessary vacuum environment, this paper focuses on the vacuum system design and construction work, and detailed records The whole system of the construction process. Finally, the performance of the vacuum system was tested and some suggestions were put forward.

Key words: Vacuum technology, vacuum system, thermoelectric conversion, thermal ion conversion

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

目 录 Ⅲ

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 热电转换 1

1.2.1 热电转换的原理 1

1.2.2 热电转换的几种类型 2

1.2.3 热离子转换的研究现状 2

1.2.4 热电转换的应用 3

1.3 真空技术 4

1.3.1 真空技术概述 4

1.3.2 真空技术的发展 4

1.3.3 真空技术的应用 5

1.4 本文的研究目的和主要研究内容 5

第二章 真空系统的设计与搭建 7

2.1 真空系统的组成 7

2.1.1 组成元件 7

2.1.2 真空材料 7

2.1.3 真空泵 8

2.1.4 测量装置 10

2.1.5 高真空阀门 10

2.1.6 连接管道 12

2.2 真空系统的设计 12

2.2.1 系统设计 12

2.2.2 连接密封 14

2.2.3 实验端设计 15

2.3 真空系统的检漏 16

2.4 性能测试 17

2.5 本章小结 19

第三章 热电转换实验研究 20

3.1 实验原理 20

3.2 实验装置 20

3.3 实验过程 22

3.4 实验分析 22

3.5 本章小结 23

第四章 全文总结与工作展望 24

4.1 全文总结 24

4.2 工作展望 24

致 谢 26

参考文献 27

真空状况热电转换试验研究

第一章 绪论

• 1. 引言

世界经济的高速发展带来了更大的能源需求，其中最主要的是电能。当今社会，以煤作为主要燃料的火力发电仍然在我国占据重要的地位，约有33%的电能都是借此实现的。人们大量使用化石燃料，不仅对环境造成了巨大的破坏，也让这类不可再生资源逐渐减少。据有关研究表明，人类对能源的利用非常低效，只有34%，剩下的全部以余热、废热等形式被浪费掉。因此，如何高效的使用能源和开发清洁能源已成为全球环境战略的主要研究方向。

我国低品位热能分布广、储量大，相对于化石燃料而言，低品位热能利用起来很麻烦，而热电转换技术则为这方面提供了技术上可行性。

热电转换技术可以将热能直接转换为电能，又叫温差发电技术，利用的是半导体材料的佩尔捷效应和塞贝克效应。通过热电转换，可以制造出没有污染和没有噪音的高可靠产品，与太阳能等二次能源一样，是一种无污染的清洁能源。因此，热电转换技术在清洁能源的领域有很好的发展前景。

• 1. 热电转换
     1. 热电转换的原理

热电转换的基本原理主要有两个：塞贝克（Seebeck）效应和佩尔捷（eitier）效应。

首先是塞贝克效应，由德国科学家提出。塞贝克发现，两种相互连接的导体，如果他们之间存在温度差，那么回路中就会有电流产生，整个回路就近似认为是一个热电偶，此时产生的电流被称为温差电流。

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