李晓春
- 作品数：8 被引量：20H指数：3
- 供职机构：江苏大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：江苏省基础研究计划国家自然科学基金江苏省高校自然科学研究项目更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理电气工程更多>>
- 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
- 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
- 微尺度下氢氧预混合气催化燃烧的研究被引量：13
- 2011年
- 基于空间气相和表面催化的详细化学反应机理,应用计算流体动力学软件对亚毫米燃烧器内的氢氧预混合燃烧进行模拟,在对催化燃烧模型进行试验验证的基础上,讨论不同反应模型的燃烧特性以及壁面材料和进口流速等对催化燃烧反应的影响。模拟结果显示,表面催化反应会使壁面相邻位置空间气体内的OH质量分数降低,对该催化壁面临近区域的气相反应有所抑制;壁面催化反应与空间气相反应耦合进行时,燃烧效率可达到最大值;进口速度对出口排气温度的影响要大于对外壁面最高温度的影响,进口速度过高会导致燃烧效率降低;燃烧器材料的选择也对催化燃烧有着重要的影响,采用热导率较小的材料时,燃烧器壁面存在较高的温度梯度,燃烧器外壁面温度也较高,而采用热导率较大的材料时,壁面对进口端的气体预热作用增强,高温燃烧区域向入口端移动。
- 潘剑锋范宝伟吴庆瑞李晓春唐爱坤薛宏
- 关键词：催化燃烧微尺度数值模拟
- 带有预热通道的微平行板燃烧器的数值模拟
- 2011年
- 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.
- 唐爱坤潘剑锋薛宏李晓春段炼李德桃
- 关键词：微热光电系统数值模拟
- 微尺度下氢氧预混合气催化燃烧的研究
- 基于空间气相和表面催化的详细化学反应机理，应用计算流体动力学软件对亚毫米燃烧室内的氢氧预混合燃烧进行模拟，讨论了不同反应模型的燃烧特性以及进口流速对催化燃烧反应的影响。模拟结果显示：表面催化反应会使壁面相邻位置空间气体内...
- 吴庆瑞潘剑锋李晓春唐爱坤万彦辉
- 关键词：催化燃烧微尺度数值模拟计算流体动力学
- 亚毫米平板式微燃烧室性能的影响因素研究被引量：2
- 2010年
- 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。
- 潘剑锋李晓春唐爱坤薛宏
- 关键词：数值模拟
- 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
