江苏省高校自然科学研究项目(07KJB470015)
- 作品数：11 被引量：22H指数：3
- 相关作者：潘剑锋李德桃唐爱坤李晓春段炼更多>>
- 相关机构：江苏大学新加坡国立大学江苏省流体机械工程技术研究中心更多>>
- 发文基金：江苏省高校自然科学研究项目国家自然科学基金江苏省基础研究计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理电气工程更多>>
- 亚毫米通道内的氢氧预混合燃烧被引量：3
- 2011年
- 在亚毫米尺度,尺寸效应带来散热损失的激增和燃烧驻留时间的急剧减少,使燃烧室内预混合气的着火和燃烧条件恶化.针对碳化硅材质的亚毫米矩形燃烧室,改变混合气的流量和当量比,测出了不同高度燃烧室内氢氧预混合气的着火界限分布,并通过燃烧室外壁面和出口温度的测量,分析得出亚毫米通道内氢氧预混合燃烧的特性.结果表明,亚毫米尺寸与常规尺寸相比氢氧预混合气的稀燃界限明显升高,但仍能在一定条件下实现稳定燃烧;测试条件下,外壁面温度随氢气流量的增加而升高,但燃烧的充分性降低;少量的过量氧气能提高外壁面的温度,并使温度分布更均匀;由于导热系数较高,碳化硅材质的燃烧室外壁面温度分布比石英材质的要更均匀.
- 潘剑锋周俊段炼李德桃薛宏唐爱坤
- 关键词：燃烧预混合
- MTPV系统中热光电能量转换的数值分析被引量：3
- 2010年
- 为研究微热光电系统中辐射表面和光电池表面间的能量传输特性,构建了能量转换的物理数学模型。模型中辐射表面采用矩形结构的碳化硅片,光电池选择锑化镓,并考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数。通过改变辐射器表面温度分布、光电池温度以及两者之间的距离等参数,计算各种情况下的电池效率和功率密度,分析这些参数对它们的影响规律,得出如下结论:间距增大,可显著降低功率输出,但对电池效率影响不大,距离每增加1mm,电池效率仅减小0.24%;电池温度升高,电池效率和功率密度均呈现出线性关系逐渐递减;混合气流量从600mL/min提高至1800mL/min,功率密度可提高216.7mW/cm2。
- 唐爱坤潘剑锋薛宏杨文明李晓春段炼
- 关键词：微热光电系统光电池功率密度
- 平板式MTPV系统中燃烧若干影响因素的试验被引量：7
- 2009年
- 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.
- 薛宏段炼潘剑锋唐爱坤李德桃杨文明
- 关键词：微热光电系统温度分布能量密度
- 微TPV系统中多孔介质燃烧室的数值模拟被引量：2
- 2009年
- 为优化燃烧室的设计,提高微热光电系统的整体效率和工作性能,建立了颗粒填充型多孔介质燃烧室.通过试验验证,应用Fluent软件对多孔介质结构的微燃烧室进行数值模拟,分析孔隙率、氢氧体积混合比和流量比等因素对燃烧室性能的影响.模拟结果表明,采用多孔介质结构可以改善燃烧室的燃烧性能,燃烧室在多孔介质孔隙率为0.52,氢氧体积混合比为2∶1,入口流量为200mL/min时燃烧效率较高,有利于微热光电系统稳定高效地工作.
- 潘剑锋张会峰李德桃薛宏
- 关键词：微热光电系统微燃烧室多孔介质数值模拟
- 燃烧室结构对微热光电系统能量转换的影响分析被引量：1
- 2011年
- 针对微热光电系统,设计了4种结构的平行板燃烧室,在考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数的前提下,构建了系统能量转换模型并编制了相应的计算程序。通过计算得出不同结构的平行板燃烧室对系统能量转换的影响,重点分析了喷口形状、多孔介质、催化剂的使用等条件改变时辐射外壁面的温度分布、辐射能光谱分布、各子环节效率和系统整体电能输出。结果表明:在微燃烧室中,多孔介质的填充、扩展型喷口的开设、催化剂的使用均能提高其外壁面的平均温度,同时也能改变温度分布特别是最高温度区域的位置,这也导致单色辐射力和有效辐射能均依次增加;基于3种改进结构燃烧室的系统在能量转换的各方面均优于采用圆形喷口直通道燃烧室的系统,其中扩展型喷口内部催化结构的燃烧室在相同燃料输入时能使系统整体效率提高56.6%,功率密度达到0.87W/cm3.
- 唐爱坤潘剑锋薛宏李晓春邵霞李德桃
- 关键词：工程热物理燃烧室结构微热光电系统
- 亚毫米平行板通道内燃烧过程的数值模拟被引量：3
- 2010年
- 微动力系统是动力机械具有里程碑意义的发展。由于能量密度的极大优势,应用燃烧释放碳氢燃料的化学能转化为电能或者机械能的微动力系统有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。微燃烧室是该类微系统的核心,本实验建立了1mm以下尺寸的平行板微燃烧室内的流动、传热和燃烧模型,在实验验证的基础上,用CFD软件进行了数值模拟,获得了亚毫米平行板通道高度、混合气流量和比率等参数对内部燃烧情况及壁面温度的影响规律。
- 李晓春潘剑锋李德桃唐爱坤薛宏杨文明
- 关键词：微尺度燃烧微燃烧室数值模拟
- 微热光电系统带双环形翅片燃烧室的数值模拟被引量：3
- 2007年
- 由于能量密度的极大优势,应用燃烧释放碳氢燃料的化学能并转化为电能或者机械能的微动力系统有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。微热光电系统是其中的一种,而微燃烧室是该系统的核心部件。在实验验证的基础上,对带有双环形翅片燃烧室内的燃烧过程进行了数值模拟。结果表明,双环形翅片能增强微燃烧室内混合气体的湍流扰动,改善燃烧状况,有效地提高燃烧效率。
- 潘剑锋张会峰薛宏李德桃
- 关键词：微热光电系统微燃烧室数值模拟
- 多孔介质对微热光电系统燃烧室性能的影响被引量：1
- 2010年
- 微燃烧室获得高且均匀的壁面温度分布对于微热光电系统是非常有利的.将多孔介质引入微燃烧室中进行燃烧试验,得到了有无多孔介质两种情况下不同混合气流量、不同氢氧体积比的燃烧状况及壁面温度分布.多孔介质具有较强的吸热及蓄热能力,能有效地改善传热过程,改变壁面温度分布.对于特定的燃烧室,当氢氧体积比为1.5∶1、混合气流量为1.83×10-5m3/s时,所得到的壁面温度分布基本满足微热光电系统的要求.
- 潘剑锋段炼黄俊薛宏李德桃
- 关键词：微热光电系统微燃烧室多孔介质温度分布
- 微热光电系统中多孔介质燃烧室性能试验被引量：1
- 2010年
- 为优化燃烧室,设计加工了内径2.4 mm、外径3.0 mm的多种不同孔隙率的多孔介质结构微燃烧室,并在燃烧室内实现了氢氧混合气的稳定燃烧。改变氢氧体积混合比和混合气入口流量,对多孔介质微燃烧室进行了相关试验,分析了各种条件下微燃烧室的燃烧情况及外壁面的温度分布。研究结果表明,这些因素对混合气在微燃烧室内的燃烧有重要影响。多孔介质燃烧室在孔隙率为0.50,混合气入口流量为750 cm3/min,氢氧体积混合比为2∶1时燃烧效果较好,外壁面温度高且分布均匀,适合微热光电系统的应用。
- 潘剑锋张会峰唐爱坤李德桃丁建宁薛宏
- 关键词：微热光电系统微燃烧室多孔介质壁面温度
- 材料和喷口直径对多孔介质微燃烧的影响被引量：1
- 2009年
- 为了进一步优化微燃烧室的设计,以最大化提高微燃烧室的能量转换效率及微热光电系统的整体工作效率,在前期工作的基础上设计了不同多孔介质材料及喷嘴/燃烧室内径比的多孔介质微燃烧室。通过实验验证,针对多孔介质微燃烧室内的氢氧预混燃烧进行了数值模拟计算,研究结果表明,多孔介质材料,喷嘴/燃烧室内径比对微燃烧室内的微尺度燃烧有重要影响,微燃烧室在多孔介质材料为SiC,喷嘴/燃烧室内径比为0.27时燃烧效率最高,有利于提高微热光电系统的整体效率。
- 张会峰潘剑锋唐爱坤李德桃薛宏李晓春
- 关键词：多孔介质微燃烧室微热光电系统数值模拟
