微型熱光電燃燒器及系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，隨著小型化技術和微加工技術的不斷發(fā)展，微機電系統(tǒng)（MEMS）已廣泛應用于汽車、航天、電信、醫(yī)療等各個領域，但微機電系統(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力系統(tǒng)具有較強的現實意義。微型熱光電系統(tǒng)（Micro Thermophotovoltaics or MTPV）是一種新型的微動力裝置，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)的能量轉換效率。 本文對采用多孔介

2、質結構的圓管型微型燃燒（輻射）器進行了數學模擬和實驗研究。建立了二維數學模型，進行數值模擬，并進行了實驗驗證。結果表明計算模型具有一定的預測精度，為研究分析微型燃燒器燃燒過程和熱輻射強度提供了有效的方法。 在模擬計算中，我們建立了多孔介質燃燒（輻射）器的燃燒和輻射數學模型，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量比情況下的燃燒輻射狀況。從模擬結果分析得出以下幾點：（1）提高了燃燒輻射器的單位體積發(fā)熱量和熱輻射強度。

3、（2）提高了燃燒輻射器的熱慣性，使燃氣能在較寬的過量空氣范圍內穩(wěn)定燃燒，同時減少了熱損失，使可被光電池有效吸收的輻射波段范圍增加。（3）提高了整個系統(tǒng)的能量轉換效率，降低了污染排放率。 在試驗中，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，對微型燃燒器的內部燃燒傳熱和外壁面熱輻射方面對光電轉換的影響進行了實驗研究和計算分析。研究結果表明，采用選擇性輻射材料，合理選擇相關參數可以優(yōu)化燃燒