采用平板式燃烧器的微型热光电系统的研究

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近年来，微机电系统(MEMS)应用日益广泛，但能量源问题已成为其发展的最大障碍。因此，开发高功率密度的微动力系统具有较强的现实意义。作为其中的一种，微型热光电系统因存在诸多优点而逐渐成为被研究的热点之一。
　　本文的研究对象是采用平板式燃烧(辐射)器的微型热光电系统。燃烧器是系统的核心部件和能量源，其工作过程的好坏，直接影响整个系统的能量转化效率。文中采用数值模拟和实验相结合的方法对其进行研究，查看相关因素对其内部燃烧传热过程的影响规律，寻求优化其性能的有效方法。
　　借助模拟计算可以对燃烧器的工作过程进行定性分析。我们建立了燃烧器的燃烧传热计算模型，模拟了在不同孔隙率、入口流量和体积混合比等条件下，燃烧器壁面温度及内部流场和组分场的分布情况。计算结果表明：合理选择结构和工况参数可以改善燃烧器的工作性能；相同条件下，多空介质的存在能使燃烧器获得更高且分布均匀的壁面温度和较低的出口温度。实验用来验证计算的正确性。同时，参考计算的预测结果，可以更有效地进行定量研究。实验部分主要对平板式燃烧器进行了研究，圆管型燃烧器也进行了简单的对比实验。燃烧器壁面及出口温度分布状况是其内部燃烧传热过程的外在反映，通过观测有关结构和工况参数的改变对其温度分布的影响，可以得出相关因素对其性能的影响规律。燃烧器壁面热辐射强度用PV晶片作传感器进行测量。实验结果表明：燃烧器结构形状的变化对其工作性能有一定影响。选择合适的结构和工况参数，采用具有较强选择性且辐射特性和低能带隙光电池吸收光谱相匹配的壁面辐射材料，可优化燃烧器的壁面温度分布，进而提升其工作性能及整个系统的热光电转换效率。

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作者
李林强;
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作者单位

河南科技大学;

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授予单位河南科技大学;
学科动力机械及工程
授予学位硕士
导师姓名徐斌;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TP271.4;
关键词
平板式燃烧器; 微型热光电系统; 壁面温度; 传热计算模型;

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