高熱流密度下熱流均勻度對熱電器件熱應力的影響.pdf

1、太陽能熱電發(fā)電技術是一種新型的能源供應技術，具有清潔無污染、無運動部件、體積小、工作可靠、壽命長、無噪音等優(yōu)勢。熱電器件作為太陽能熱電發(fā)電的核心部件，保證其使用壽命是實際中非常重要的問題。為了提高太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)的效率，通常會增加熱電器件冷熱端的溫差，這必然導致熱電器件熱應力增加，最終會降低熱電器件的使用壽命。并且，熱電器件采用高聚光比的菲涅爾透鏡以獲得高熱流密度，高聚光比會產(chǎn)生熱電器件熱端加熱不均勻，同樣會影響到熱電器件的效率以及降

2、低使用壽命。論文結合以上兩個太陽能熱電系統(tǒng)實際中出現(xiàn)的問題，研究了熱電器件熱端表面非均勻加熱對熱電器件熱應力分布的影響，為盡量延長熱電器件的使用壽命提供了有力支持。
　　論文首先結合太陽能熱電器件的實際工作狀況確定熱電模型的材料參數(shù)和邊界條件，建立了由18對熱電偶組成的熱電器件模型。分析了加熱均勻度對最高溫度以及最大熱應力的影響，分析結果表明：加熱均勻度與最高溫度以及最大熱應力呈負相關性，并且隨著加熱均勻度的降低熱電器件的熱應力的

3、增加越來越劇烈，高熱應力的分布也越來越集中。但是當加熱均勻度超過70％后，加熱均勻度對熱應力的影響顯著減小。因此，高的加熱均勻度對于延長太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)熱電器件的壽命非常有利。同時考慮到實際情況，太陽能熱電系統(tǒng)熱電器件加熱均勻度大于70%即可接受。
　　其次，分析了熱電器件在不同加熱均勻度下熱應力分布集中的區(qū)域以及分布的規(guī)律。結果表明：在所有的非均勻加熱熱流密度形式下，熱電器件的最易破壞區(qū)域都出現(xiàn)在相同的位置，即中心區(qū)域熱端氧化