Effects of Flow Parameters on Heat Transfer and Temperature Distribution of a Thermoelectric Module

• Published in: International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences Vol. 35; no. 3; pp. 331 - 337
• Main Authors: KILIÇ, Furkan, KILINÇ, Enes
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 30.09.2023
• ISSN: 2636-8277; 2636-8277
• DOI: 10.7240/jeps.1257560

The effects of the hot air inlet velocity and hot air inlet temperature on the hot side temperature, the temperature difference between the hot and cold sides, and the heat transfer rate on the hot side of a thermoelectric module (TEM) were investigated by computational fluid dynamics (CFD) analyzes. As a result of CFD analysis, the maximum hot side temperature, the temperature difference between the hot and cold sides, and the average heat transfer rate on the hot side of the TEM are found to be 274.9 °C, 70.4 °C, and 33.8 W, respectively, at 15 m/s of hot air inlet velocity. Besides, the maximum hot side temperature, the temperature difference between the hot and cold sides, and the average heat transfer rate on the hot side of the TEM are determined to be 432.8 °C, 114.9 °C, and 55.1 W, respectively, for 800 °C of hot air inlet temperature at 15 m/s of hot air inlet velocity. As a result, increasing the hot air inlet velocity and inlet temperature increases the hot side temperature, the temperature difference between the hot and cold sides, and the heat transfer rate on the hot side of the TEM. Bu çalışmada, sıcak hava giriş hızı ve sıcak hava giriş sıcaklığının bir termoelektrik modülün (TEM) sıcak yüzey sıcaklığına, sıcak ve soğuk yüzeyler arasındaki sıcaklık farkına ve sıcak yüzeydeki ısı transfer hızına etkisi hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri ile incelenmiştir. HAD analizleri sonucunda TEM'in maksimum sıcak taraf sıcaklığı, sıcak ve soğuk yüzey arasındaki sıcaklık farkı ve sıcak yüzeydeki ortalama ısı transfer hızı 15 m/s sıcak hava giriş hızında sırasıyla 274,9 °C, 70,4 °C ve 33,8 W olarak bulunmuştur. Diğer taraftan, TEM'in maksimum sıcak yüzey sıcaklığı, sıcak ve soğuk yüzeyler arasındaki sıcaklık farkı ve sıcak yüzeydeki ortalama ısı transfer hızı 15 m/s sıcak hava giriş hızı ve 800 °C sıcak hava giriş sıcaklığı için sırasıyla 432,8 °C, 114,9 °C ve 55,1 W olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, sıcak hava giriş hızının ve giriş sıcaklığının artması, TEM'in sıcak yüzey sıcaklığını, sıcak ve soğuk yüzeyler arasındaki sıcaklık farkını ve sıcak yüzeydeki ısı transfer hızını artırmıştır.