不同边界条件下热电发电器件瞬态响应特性分析

摘要

鉴于实际应用中热源的非稳态特性,建立热电发电器件的三维瞬态热-电耦合数值模型,以阶跃上升、阶跃下降、线性上升、线性下降、正弦波和三角波6种热源波形作为输入,对比并分析在瞬态温度边界条件和瞬态热流边界条件下的响应特性.结果表明:该模型能准确模拟热电发电器件的瞬态输出性能,仿真结果与试验测量的电压和功率误差分别为3.30%和6.58%;由于温度变化具有连续性,瞬态热流边界条件比瞬态温度边界条件更合理;受热惯性的影响,即使热源输入急剧变化,热电发电器件的输出功率仍呈现平缓的变化趋势,且存在时滞现象;周期性热源能够提升热电发电器件的输出性能,在正弦波和三角波的周期性热源中,热电发电器件的输出功率分别提升了7.48%和5.76%,转换效率分别提升了11.58%和8.48%.