AMTEC熱損失數(shù)值模擬研究.pdf

1、堿金屬熱電直接轉(zhuǎn)換(Alkali Metal Thermal to Electric Converter-AMTEC)技術(shù)是一種新型熱電直接轉(zhuǎn)換技術(shù)。正在從實驗室研究走向?qū)嵱没瘧?yīng)用,因其具有高效、穩(wěn)定、無噪聲和無震動等工作特性,越來越多的國家開始對其研究。如何提高其實際熱電轉(zhuǎn)換效率更接近理論效率是AMTEC關(guān)鍵技術(shù)難點之一,而熱輻射損失是影響AMTEC效率的主要因素之一。本文從輻射換熱數(shù)值的計算角度研究不同材料和不同遮熱罩安裝角對減小A

2、MTEC輻射換熱進行研究。
　　 本文在合理簡化的基礎(chǔ)上建立了不同遮熱罩安裝角的AMTEC三維模型,并對AMTEC內(nèi)部及其與環(huán)境輻射換熱采用DO模型進行了數(shù)值模擬。工作內(nèi)容主要有:(1)理論分析了影響AMTEC效率的因素;(2)采用數(shù)值模擬的方法計算了不同遮熱罩安裝角對AMTEC輻射換熱的影響;得到了不同角度下的溫度場、輻射場以及殼體外壁和BASE外壁的溫度曲線圖;(3)在相同發(fā)射率情況下,殼壁和遮熱罩材料分別為不銹鋼、鉬和鎳時

3、對輻射換熱的影響進行了計算分析;(4)在不同發(fā)射率和不同BASE對AMTEC輻射換熱的影響進行了討論。
　　 結(jié)果表明,在分析AMTEC熱量交換時必須考慮其內(nèi)部的輻射熱量交換;當遮熱罩安裝角在30°時,輻射熱損失最小,能夠使更多的輻射能返回到BASE外表面,從而提高轉(zhuǎn)換器的熱電轉(zhuǎn)換效率;當選用鉬作為轉(zhuǎn)換器的殼體和遮熱罩材料時,能有效的降低通過殼體和低溫端的熱輻射損失,提高BASE表面的溫度;當遮熱罩和殼體內(nèi)壁發(fā)射率越低時,其更能