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文檔簡(jiǎn)介
1、近年來,隨著小型化技術(shù)和微加工技術(shù)的不斷發(fā)展,微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)已廣泛應(yīng)用于汽車、航天、電信、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域,但微機(jī)電系統(tǒng)的能源問題已逐漸成為其發(fā)展的最大障礙。因此,開發(fā)出高功率高密度的微動(dòng)力系統(tǒng)具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。微型熱光電系統(tǒng)(Micro Thermophotovoltaics or MTPV)是一種新型的微動(dòng)力裝置,微型燃燒(輻射)器是MTPV系統(tǒng)的重要組成部分,其性能優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。 本文對(duì)采用多孔介
2、質(zhì)結(jié)構(gòu)的圓管型微型燃燒(輻射)器進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬和實(shí)驗(yàn)研究。建立了二維數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行數(shù)值模擬,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明計(jì)算模型具有一定的預(yù)測(cè)精度,為研究分析微型燃燒器燃燒過程和熱輻射強(qiáng)度提供了有效的方法。 在模擬計(jì)算中,我們建立了多孔介質(zhì)燃燒(輻射)器的燃燒和輻射數(shù)學(xué)模型,模擬了燃燒器在不同孔隙率、不同入口流量和不同混合氣當(dāng)量比情況下的燃燒輻射狀況。從模擬結(jié)果分析得出以下幾點(diǎn):(1)提高了燃燒輻射器的單位體積發(fā)熱量和熱輻射強(qiáng)度。
3、(2)提高了燃燒輻射器的熱慣性,使燃?xì)饽茉谳^寬的過量空氣范圍內(nèi)穩(wěn)定燃燒,同時(shí)減少了熱損失,使可被光電池有效吸收的輻射波段范圍增加。(3)提高了整個(gè)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率,降低了污染排放率。 在試驗(yàn)中,我們采用選擇性輻射材料(MgO)燃燒輻射器和相匹配的GaSb(鎵銻合金)為材料的光電池,對(duì)微型燃燒器的內(nèi)部燃燒傳熱和外壁面熱輻射方面對(duì)光電轉(zhuǎn)換的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算分析。研究結(jié)果表明,采用選擇性輻射材料,合理選擇相關(guān)參數(shù)可以優(yōu)化燃燒
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