液滴发电机能量效率的流体动力学约束
流体动力学
2020-12-24 v1 应用物理
摘要
落滴发电的效率在过去一年中提升了百倍。然而，即便这些最新器件也只能提取液滴能量的一小部分。本文从理论上研究流体动力损失与电损失在限制液滴发电机（DEG）效率方面的贡献。注意到机电能量转换发生在液滴撞击后立即回弹的过程中，我们指出了现有液滴发电机的三个限制：（i）为保持液滴完整性，撞击速度受限；（ii）大量液滴机械能消耗于克服与基底的黏性剪切力；（iii）基底电荷不足。在所有这些效应中，我们发现高达83%的总可用能量在铺展过程中因黏性耗散而损失。通过使用级联DEG器件降低液滴动能以最小化该损失，可使未来器件效率提升至10%以上。
引用
@article{arxiv.2012.12428,
title = {Hydrodynamic constraints on the energy efficiency of droplet electricity generators},
author = {Cui Wang and Jia Zhou and Antoine Riaud and Wanghuai Xu and Zuankai Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12428},
year = {2020}
}