高熱流密度下熱流均勻度對(duì)熱電器件熱應(yīng)力的影響.pdf

1、太陽能熱電發(fā)電技術(shù)是一種新型的能源供應(yīng)技術(shù)，具有清潔無污染、無運(yùn)動(dòng)部件、體積小、工作可靠、壽命長、無噪音等優(yōu)勢(shì)。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(shí)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(huì)增加熱電器件冷熱端的溫差，這必然導(dǎo)致熱電器件熱應(yīng)力增加，最終會(huì)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(huì)產(chǎn)生熱電器件熱端加熱不均勻，同樣會(huì)影響到熱電器件的效率以及降

2、低使用壽命。論文結(jié)合以上兩個(gè)太陽能熱電系統(tǒng)實(shí)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(duì)熱電器件熱應(yīng)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(jié)合太陽能熱電器件的實(shí)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(duì)熱電偶組成的熱電器件模型。分析了加熱均勻度對(duì)最高溫度以及最大熱應(yīng)力的影響，分析結(jié)果表明：加熱均勻度與最高溫度以及最大熱應(yīng)力呈負(fù)相關(guān)性，并且隨著加熱均勻度的降低熱電器件的熱應(yīng)力的

3、增加越來越劇烈，高熱應(yīng)力的分布也越來越集中。但是當(dāng)加熱均勻度超過70％后，加熱均勻度對(duì)熱應(yīng)力的影響顯著減小。因此，高的加熱均勻度對(duì)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(shí)考慮到實(shí)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(yīng)力分布集中的區(qū)域以及分布的規(guī)律。結(jié)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