Hallo Ansys Gemeinde,
ich möchte gerne den parasitären Wärmestrom innerhalb eines thermoelektrischen Generators simulieren.
Der Generator ist auf eine "Einheitszelle" reduziert (siehe Bild in der Anlage). Alle oberen Flächen werden mit einer konstanten Temperatur z.B 300°C beauschlagt wohingegen die Unterseite des Generators mit 50°C beaufschlagt wird. Aufgrund der Temperaturdifferenz wird ein Wärmestrom durch die thermisch parallel und elektrisch in Reihe geschalteten Pellets fließen. Diese Pellets sind aus thermoelektrischem Material und liefern einen elektrischen Strom, den ich in einem Lastwiderstand "verbrate". Aus der einfließenden Wärme und der elektrischen Leistung, die ich beziehe, kann ich einen Wirkungsgrad bestimmen. Klappt soweit auch ganz gut.
Jetzt würde ich gerne den parasitären Wärmestrom beachten, der sich durch zusätzlichen konvektiven Wärmetransport senkrecht zu den Aussenwänden der Pellets ergibt ween der Generator mit Gas gefüllt wird (z.B. Argon). Aufgrund dieses thermischen Beipasses wird sich die einfließende Wärme vergrößern, wodurch bei gleichbleibender elektrischer Leistungsabgabe mein Wirkungsgrad reduziert würde. Das Problem sehe ich jedoch bei der Angabe einer Bulk-Temperatur, wie sie für konvektive Flächenlasten vorgesehen ist. Die Pellets haben eine Höhe von 10mm und einen Abstand von 2mm. Entlang der 10mm habe ich fast den gesamten Temperaturunterschied von 250°C konzentriert (niedrige Wärmeleitfähigkeit der Pellets). Welche Bulk-Temperatur sollte ich in diesem Fall dem umgebenden Medium geben? Oder ist diesem Problem nur mit einer Strömungsimulation beizukommen, die die freie Konvektion berücksichtigt. Gibt es eventuell eine Möglichkeit die freie Konvektion in ANSYS zu bewerkstelligen?
Ich laufe auf ANSYS 11.0 Academic Research
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