高溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的性能分析.pdf

1、資源短缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為阻礙世界各國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的兩大難題。面對(duì)能源和環(huán)境的雙重危機(jī)，各國已將節(jié)能減排和綠色清潔能源的發(fā)展列入國家戰(zhàn)略計(jì)劃。溫差發(fā)電作為一種全固態(tài)的新型發(fā)電技術(shù)，可以直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能，在節(jié)能和減排方面表現(xiàn)出巨大的潛力，受到了各國專家學(xué)者的高度重視。
　　目前，對(duì)于溫差發(fā)電的研究大多聚焦于中低溫溫差發(fā)電裝置和系統(tǒng)性能方面，而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫差發(fā)電技術(shù)在高溫環(huán)境下的應(yīng)用亦有非常廣泛的前景，甚至可以將高溫

2、溫差發(fā)電技術(shù)同常規(guī)的熱力發(fā)電相結(jié)合以提高系統(tǒng)的效率。然而，由于加工工藝和材料制備等方面的限制，高溫溫差發(fā)電相關(guān)的研究甚少，高溫溫差發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用亟需其系統(tǒng)、深入的理論基礎(chǔ)。本文通過理論分析與數(shù)值模擬并結(jié)合在所搭建高溫溫差發(fā)電實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)，對(duì)高溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的性能進(jìn)行了深入的研究。主要的工作內(nèi)容及成果如下：
　?、賹?duì)溫差發(fā)電系統(tǒng)的主要部件——完全預(yù)混引射式燃燒器進(jìn)行了全三維數(shù)值模擬，優(yōu)化了整個(gè)引射器和燃燒器的結(jié)構(gòu)尺寸。結(jié)果表明

3、：經(jīng)過優(yōu)化后的燃燒器，其混合氣體速度和壓力在引射器出口截面上變化較小，且燃料和空氣混合均勻。在穩(wěn)定工況下，熱電單元內(nèi)壁溫度能夠保持在669~688℃的范圍內(nèi)，證明了多孔燃燒器結(jié)構(gòu)的合理性。引射器和燃燒器的模擬結(jié)果也為實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部件的加工制造提供了很好的理論依據(jù)和優(yōu)化方向。
　?、诨趥鳠?、流動(dòng)及熱電材料的基本物理效應(yīng)建立了高溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用有限容積法對(duì)模型進(jìn)行離散求解，得出整個(gè)溫差發(fā)電系統(tǒng)在不同工況下的特性參數(shù)值