平板式MTPV系统中燃烧若干影响因素的试验

平板式微热光电(MTPV)能源系统采取全新的亚毫米平板式燃烧室取代以往的圆柱式,对应的面容比的增加将提高燃烧室壁面的能量输出,从而提高系统的能量密度.针对石英玻璃材质的平板式燃烧室,改变氢气流量、氢氧混合比以及平行板间夹缝距离等,进行燃烧试验,测试了外壁面和出口的温度,进而分析几种因素的影响规律.结果表明,在一定条件下,亚毫米平板式微燃烧室能克服壁面能量损失激增而带来的着火困难和火焰淬熄等问题,能够实现稳定燃烧.合理选择工况参数,可以提高燃烧室温度和优化温度分布,提升系统工作性能.

亚毫米平板式微燃烧室性能的影响因素研究

基于氢氧十九步基元反应化学动力学机理,对应用于新型模块式微热光电系统中的亚毫米级平板式微通道燃烧室内的燃烧过程进行数值模拟,分析了通道高度、体积比、进气流量、喷口形状等参数对微容腔内氢氧燃烧的影响,获得了燃烧室外壁面温度场随各参数的变化规律,发现适当的过量氧气能获得较佳的温度分布,细长喷口可提高燃烧效率和壁面温度。这些特性分析为微热光电系统的设计提供了依据。

带有预热通道的微平行板燃烧器的数值模拟

为进一步提高平行板微热光电系统的整体转化效率和工作性能,设计了一种带有预热通道的新型微平行板燃烧器,采用数值模拟的研究方法,对比了入口氢气、氧气当量比为1.00,总流量为900 mL/min时有无预热通道的2种燃烧室内部、辐射壁面以及出口截面的温度分布.计算结果表明:氢气、氧气在2种燃烧器中混合充分,均能实现稳定的燃烧,而预热通道的设置则可通过提高燃料和氧化剂的进气焓值,从而改善了燃烧的效果,最终使辐射外表面平均温度增加了105 K,有利于提高微热光电系统的功率输出和光电转换效率.