带挡板的预混氢/空气燃料微型燃烧室的热性能优化

微燃烧室是微热光伏系统(MTPV)的重要组成部件。本研究中提出了一种能提高热性能的新型平板式带挡板的氢气/空气预混微型燃烧室,该燃烧室提升了平均壁温和理论辐射效率等性能,考虑了壁温均匀性,并优化了内置挡板的材料、数量、长度、厚度和布局等关键参数。研究结果表明,引入不锈钢材料的水平挡板将导致平均壁温明显升高约150 K,同时还能改善壁温分布使其更均匀。在考虑燃烧室和挡板的材料时,本文评估了不锈钢、氧化铝陶瓷、碳化硅和石英四种材料,其中不锈钢表现出最高的平均壁温和理论辐射效率,而碳化硅表现出最均匀的壁温。当微型燃烧室配备的挡板参数为:数量N=3,长度L=13.5 mm,厚度t=0.3 mm时,实现了最佳的热性能。值得注意的是,当微燃烧室内的挡板为以上结构参数时适合集群布局,这可以实现平均壁温、理论辐射效率和均匀性的更大改进。