برداشت کننده انرژی MEMS برای استفاده مجدد از گرمای زباله
امروز ما پذیرای پست مهمان دیگری از کایل کوپنهوفر از AltaSim Technologies، یک مشاور خبره COMSOL هستیم. در این مقاله، او مدل سازی دستگاه های برداشت انرژی MEMS را مورد بحث قرار خواهد داد.
در جریان وبینار اخیر خود با COMSOL در مورد مدلسازی تعامل ساختار حرارتی، ما در AltaSim Technologies مدلسازی یک برداشتکننده انرژی MEMS را نشان دادیم که گرمای اتلاف را از بین میبرد. نمونههایی از منابع گرمای اتلاف از تراشههای ریزپردازنده گرفته تا موتورهای احتراق داخلی تا کارخانههای فرآوری شیمیایی را شامل میشود. اگر گرمای اتلاف تولید شده از این موارد بتوان برای تولید انرژی اضافی استفاده کرد، آنگاه مصرف کلی انرژی را می توان کاهش داد. تخمینهای مرکز فناوری انرژی CANMET نشان میدهد که در سرتاسر جهان، گرمای اتلاف سالانه بیش از 1 TJ است.
به حداکثر رساندن انرژی در هر چرخه یک برداشت کننده انرژی MEMS
دستگاه مدلسازی شده در وبینار از تیرهای کنسولی دو فلزی تشکیل شده است که تحت یک سیکل حرارتی قرار میگیرند. نوک پرتو با یک سطح داغ تماس می گیرد و گرما به پرتو دو فلزی هدایت می شود. با گرم شدن پرتو، اختلاف ضریب انبساط حرارتی بین دو فلز یک ممان خمشی ایجاد می کند که باعث انحراف تیر می شود. هنگامی که پرتو تماس خود را با سطح گرمایش از دست داد، تیر شروع به خنک شدن می کند و به شکل تغییر شکل نیافته باز می گردد. پرتو در نهایت با سطح گرمایش تماس می گیرد و چرخه تغییر شکل را ادامه می دهد. این نوار دو فلزی را می توان با طیف وسیعی از مواد که انرژی مکانیکی را به جریان الکتریکی تبدیل می کند، از جمله مواد پیزوالکتریک، پیرو الکتریک و فروالکتریک استفاده کرد. اعمال این مواد روی نوار دو فلزی با هر چرخه مکانیکی انرژی الکتریکی تولید می کند.
یادداشت هایی از وبینار تعامل حرارتی-ساختار
COMSOL Multiphysics محیط مدلسازی مورد نیاز برای در نظر گرفتن هر جنبه از طراحی را فراهم می کند. در طول وبینار، نحوه توسعه مدلی از انتقال حرارت و تغییر شکل مکانیکی دستگاه برداشت انرژی MEMS را نشان دادیم. این مدل شامل تماس مکانیکی و حرارتی بود. کنتاکت حرارتی منتشر شده در COMSOL 4.3b یک ویژگی کلیدی برای مدل سازی دقیق دستگاه است. با افزایش نیروی مکانیکی بین کنسول و سطح داغ در طول خنک شدن، انتقال حرارت کارآمدتر می شود. جفت شدن تماس مکانیکی و حرارتی در COMSOL Multiphysics دقیق ترین راه حل این طرح را ارائه می دهد.
اگر وبینار را از دست دادید، میتوانید کلیپی درباره مدلسازی برداشتکننده انرژی MEMS در مرکز ویدیو ببینید.
مدل سازی تبدیل بین انرژی مکانیکی و الکتریکی در وبینار نشان داده نشد زیرا تمرکز بر روی تجزیه و تحلیل حرارتی-مکانیکی بود. COMSOL Multiphysics توانایی مدلسازی مواد پیزوالکتریک، پیرو الکتریک و فروالکتریک را فراهم میکند. با افزودن این فیزیک ها، این مدل محاسبه مستقیمی از بازده دستگاه برای تبدیل گرمای اتلاف به الکتریسیته ارائه می دهد.
درباره نویسنده مهمان
کایل سی کوپنهوفر، دکترا، بیش از 20 سال تجربه کار با تحلیل محاسباتی دارد. او یازده سال پیش همراه با جفری کرامپتون، AltaSim Technologies، LLC را برای کمک به طراحی محصول جدید از طریق استفاده از ابزارهای محاسباتی پیشرفته راه اندازی کرد. برای تسهیل این هدف، AltaSim Technologies یکی از اعضای موسس برنامه مشاوره گواهی COMSOL شد و همچنان در ارائه خدمات COMSOL به کسانی که علاقه مند به دریافت مزایای مدل سازی با COMSOL Multiphysic هستند، پیشرو است. علاوه بر وبلاگ نویسی مهمان برای COMSOL، AltaSim Technologies همچنین درباره مدل سازی چندفیزیکی در وب سایت خود وبلاگ می نویسد .
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید