基于定制孔隙的多孔介质反应流热质传递研究

多孔介质由于其表面积大、质量轻、通道复杂等突出优势,在能量转化、热管理与储能等领域发挥着关键作用。本文基于三周期极小曲面(TPMS)方法定制了均一孔隙和梯度孔隙率W型多孔结构(孔隙率ε=0.3~0.5,水力直径dh=1.33~3.86mm),并建立多孔介质燃烧反应计算模型,研究了W型多孔结构和SC-BCC点阵结构内火焰稳定的范围,结果显示W型结构的火焰吹脱极限更高(当量比φ=0.65,进口速度Vin=0.6~2.2 m·s^(-1))。在此基础上研究了孔隙率呈连续梯度变化的W型孔隙多孔结构对燃烧与传热过程的调控规律,结果显示连续梯度孔隙结构可通过自适应的改变回热率,从而大幅拓宽火焰稳定范围。

基于热电的散料能量收割装置性能分析研究

自然界存在着大量固体散料,在太阳的辐照下固体散料蕴含大量热量。本文设计了一种基于热电的固体散料能量收割装置,并建立了一维非稳态相变控温-热电发电模型,分析了该装置在沙漠和月球的运行情况,对比了不同初始温度、相变材料种类和相变层厚度对装置输出功率的影响。经过计算,该装置在沙漠日平均功率最高可达1.47 W·m^(-2),在月球日平均功率最高可达14.76 W·m^(-2),该装置利用了昼夜温度波动,能够丰富极端自然条件下的能量来源方式。