مربوط ہیٹ پائپ ڈھانچے کے ذریعے ٹی ای جی پاور کثافت کو بہتر بنانا

انٹیگریٹڈ ہیٹ پائپ کے ساتھ ٹی ای جی ڈیوائس سرد/گرمی کے ذرائع اور تھرمو الیکٹرک ماڈیولز کے درمیان حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کو بہتر بناتی ہے۔ محققین نے ہیٹ پائپ کے ڈھانچے کو روایتی اسٹیک شدہ ڈیزائنوں میں متعارف کرایا ہے، حرارت کی منتقلی کی سمت کو تبدیل کرنے کے لیے ہیٹ پائپ کی اعلی تھرمل چالکتا کا استعمال کرتے ہوئے، اسٹیکنگ کی سمت کو گرمی کے بہاؤ کی سمت کے مطابق بناتا ہے، جو محدود جگہ میں مزید تھرمو الیکٹرک ماڈیولز کو مربوط کرنے میں مدد کرتا ہے۔ بینچ تجربات کے ذریعے، 650 K اور 50 ms-1 کے گرمی کے بہاؤ کے تحت، TEG ڈیوائس 848.37 W کی آؤٹ پٹ پاور اور 48.22 WL-1 کی انتہائی ہائی سسٹم لیول پاور ڈینسٹی پیدا کر سکتی ہے، بجلی کی کثافت میں نمایاں بہتری۔ دریں اثنا، اسٹیکنگ ڈھانچہ کو تبدیل کرکے اسے مختلف ایپلیکیشن منظرناموں تک بڑھایا جا سکتا ہے۔

TEG ڈھانچہ مجموعی طور پر ایک ہیکساگونل کنفیگریشن پیش کرتا ہے، جو دونوں کے درمیان ہاٹ اینڈ پلیٹس، کولڈ اینڈ پلیٹس، اور تھرمو الیکٹرک ماڈیولز کو اسٹیک کرکے جمع کیا جاتا ہے۔ ہر ہاٹ اینڈ پلیٹ 12 ہاٹ اینڈ ہیٹ پائپوں سے لیس ہوتی ہے، جو مختلف تہوں کے درمیان سٹگرڈ طریقے سے ترتیب دی جاتی ہیں تاکہ ہیٹ پائپ اور ہائی ٹمپریچر ایگزاسٹ گیس کے درمیان حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کو یقینی بنایا جا سکے۔ ہر کولڈ اینڈ پلیٹ اندر 12 کولڈ اینڈ ہیٹ پائپوں سے لیس ہوتی ہے، جو ہیکساگونل کنفیگریشن میں موجود نقائص کو ٹھنڈا کرنے اور جگہ کے استعمال کو بہتر بنانے کے لیے گرمی کو منتقل کرتی ہے۔

ٹی ای جی انجینئرنگ ایپلی کیشنز کو بیک وقت دو تقاضوں کو پورا کرنے کی ضرورت ہے: محدود جگہ میں کافی آؤٹ پٹ پاور پیدا کرنا، اور ضرورت سے زیادہ ایگزاسٹ بیک پریشر سے بچنا۔ مصنف نے ہیٹ پائپوں کے ساتھ مربوط ٹی ای جی کی تھرموڈینامک اور پاور جنریشن کی کارکردگی پر محدود عنصری نقالی کرنے کے لیے CFD اور تھرمو الیکٹرک کپلنگ ماڈلز کے امتزاج کا استعمال کیا۔ تحقیق سے ثابت ہوا ہے کہ تھرمو الیکٹرک جنریٹر تھرمو الیکٹرک ماڈیول کے دونوں سروں پر کافی زیادہ درجہ حرارت کا فرق پیدا کر سکتا ہے جبکہ ایک چھوٹے ایگزاسٹ بیک پریشر کو یقینی بناتا ہے، جس میں واحد ماڈیول آؤٹ پٹ پاور 3.89 ڈبلیو ہے۔

محققین نے سب سے پہلے ہیٹ پائپ کو گرم/سرد سرے والی فلیٹ پلیٹ کے ساتھ مربوط کیا تاکہ ایک گرم/سرد اختتامی یونٹ بنایا جا سکے۔ اس کے بعد، ایگزاسٹ انلیٹ کے ساتھ ہاٹ اینڈ فلیٹ پلیٹ کی پہلی پرت سے شروع ہو کر، پرت کے حساب سے اسمبلی کی جاتی ہے، اور آخر میں 240 تھرمو الیکٹرک ماڈیولز کے ساتھ ایک مکمل پروٹو ٹائپ تیار کیا جاتا ہے۔ مختلف اجزاء کی اسمبلی کے عمل کے دوران، خلاء کو ختم کرنے کے لیے رابطہ انٹرفیس پر تھرمل چکنائی لگائی جاتی ہے۔ اس طریقہ سے تیار کردہ ٹی ای جی ڈیوائس کافی پیداواری طاقت پیدا کرنے کے لیے مختلف ایپلیکیشن منظرناموں کے مطابق اسٹیکنگ لیئرز کو ایڈجسٹ کر سکتی ہے اور اس کا اطلاق کی ایک وسیع رینج ہے۔

اگر اعلیٰ کارکردگی والے تھرمو الیکٹرک میٹریل اور زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت والے تھرمو الیکٹرک ماڈیولز استعمال کیے جاتے ہیں، تو TEG ڈیوائس زیادہ گرمی کی منتقلی کو برداشت کرنے کے قابل ہو جائے گا، اس طرح زیادہ پیداواری طاقت اور طاقت کی کثافت حاصل ہو گی۔