بررسی تجربی تبدیل حرارت به برق با استفاده از یک لوله ی گرمایی نوسانی

منابع گرما با دمای کمتر از ºC ۱۰۰ در انواع فرایندها به شکل حرارت اتلافی و از منشاهای تجدیدپذیری مثل خورشید قابل دسترس هستند. یکی از روشهای بهرهگیری از این منابع گسترده و فراوان، استفاده از برداشت کننده های حرارتی دماپایین است که بی نیاز از شبکه ی برق، گرما را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. باتوجه به کاربرد روزافزون حس گرهای بی سیم در نقاطی با دسترسی دشوار، برداشت کننده های حرارت کم دما در ابعاد قابل حمل می توانند گزینه ای قابل اعتماد و کم هزینه برای تامین انرژی پایدار آنها و هر دستگاهی با نیاز توان پایین باشند. در این پژوهش ، از جریان دوفازی گردشی که داخل یک لوله ی گرمایی نوسانی تک دور با ساختاری نامتقارن شکل می گیرد برای تبدیل حرارت ورودی به برق در مقیاس کوچک استفاده می کنیم . به این صورت که یک آهن ربای کروی با لقی کم داخل لوله ی حلقه بسته همراه با جریان گردش کرده و در مسیر خود با عبور از یک سیم پیچ ، اختلافپتانسیل الکتریکی القا می کند. دستگاه ساخته شده با دمای اندک در بخش گرم (حدود ºC ۴۰) شروع به کار می کند و در طول آزمایش اختلاف دمای بین بخش های گرم و سرد از مقدار بسیار کم ºC ۲۰ بالاتر نمی رود. پس از تحلیل بصری آزمایش ، عملکرد حرارتی و الکتریکی برداشت کننده برای شارهای انتقالی مختلف و درصد پرشدنهای گوناگون سنجیده شد. بر مبنای نتایج ، پرشدگی بهینه برای انتقال حرارت ۵۰% و برای تولید الکتریسیته ۴۰%است . در بهترین شرایط کارکرد، مقاومت حرارتی معادل لوله ی گرمایی و اختلافپتانسیل الکتریکی قله تا قله ی به مقادیر قابل توجه K/W ۱۴۴/۰ و V ۳۱۰/۰ رسید.