BASE組件結構研究與性能分析.pdf

1、堿金屬熱電轉(zhuǎn)換裝置（the Alkali Metal Thermal to Electric Converter簡寫為AMTEC），是一種新型的能量轉(zhuǎn)換器。它以液態(tài)堿金屬或氣態(tài)堿金屬（鋰、鉀、鈉）為工質(zhì)，它的熱源可以是太陽能、化石能、核能、甚至是燃燒的垃圾能等多種形式的熱源，而且裝置結構簡單、轉(zhuǎn)換效率高、功率密度大、工作安全可靠、維修量小、運行起來無噪音，因此，對這一技術的研究具有十分重要的意義。
　　本文對堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器的BA

2、SE組件進行結構研究和性能分析，主要內(nèi)容包括：
　　1、應用ANSYS軟件的熱應力耦合功能，對原BASE組件的結構和加工工藝進行了分析，計算出了焊縫區(qū)的溫度場分布、應力場分布和應變場分布，求出了焊件的最大殘余應力和變形量。分析原BASE組件的加工工藝制定是否合理，焊件能否滿足使用要求以及原BASE組件能承受的最高工作溫度。
　　2、改進了原BASE組件的結構，制定了新的加工工藝。計算改進的BASE組件焊接部分的最大殘余應力和

3、變形量，分析改進的BASE組件焊接部分在工藝上能否實現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)有的參數(shù)，計算了改進的BASE組件的機械密封部分能承受的最大壓差，并與該溫度下BASE組件的工作壓差比較，分析改進的BASE組件能承受的最高工作溫度。
　　3、應用MATLAB/SIMULINK仿真軟件，對原BASE組件和改進的BASE組件的數(shù)學模型、電極晶粒增長模型、電極G-B模型、電極V-I特性模型和電極效率模型進行了仿真計算，得到了原BASE組件和改進的BASE組

4、件的負載電壓、輸出功率和效率隨電流密度的變化規(guī)律。
　　研究結果表明：原BASE組件焊接最大殘余應力產(chǎn)生在結構陶瓷與可伐合金焊接的焊縫上，而且最大殘余應力值小于相應溫度下母材與焊料的屈服極限，焊接變形很小，焊接工藝制定基本合理，焊件能滿足低溫時的使用要求，但它所能承受的最高溫度僅為660K。改進的BASE組件焊接部分殘余應力小于相應溫度下材料的屈服極限，焊接變形也很小，焊件能滿足更高溫度下的使用要求，機械密封部分可承受不超過0.3