熱離子發(fā)電器件（Thermionic Energy Converter,TEC）具有結(jié)構(gòu)緊湊、無動(dòng)部件和比功率高等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。目前TEC熱電轉(zhuǎn)換效率較低,嚴(yán)重制約了其應(yīng)用。空間勢(shì)壘調(diào)控技術(shù)是提升TEC輸出電性能的關(guān)鍵技術(shù)之一,但傳統(tǒng)理論模型由于忽略了接收極產(chǎn)生的電流的影響,難以精確地對(duì)器件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文在傳統(tǒng)理論模型的基礎(chǔ)上,綜合考慮空間勢(shì)壘及接收極產(chǎn)生的電流等因素的影響,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化;并利用MATLAB軟件的矩陣運(yùn)算功能,開展了 TEC熱電性能分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。主要研究內(nèi)容如下:（1）針對(duì)真空型TEC,在Langmuir模型基礎(chǔ)上,通過引入電流密度修正系數(shù)βi與空間電壓降修正系數(shù)βv,來評(píng)估接收極產(chǎn)生的電流對(duì)輸出電性能的影響。開展了電極溫度、功函數(shù)和間距對(duì)輸出電性能的影響研究。結(jié)果顯示,真空型TEC推薦電極間距為1～10 μm;在固定發(fā)射極功函數(shù)和溫度條件下,以功率密度最大化為原則,得到接收極功函數(shù)和溫度的設(shè)計(jì)最優(yōu)值。（2）針對(duì)表面電離工況充銫型TEC,在Kuznetsov模型基礎(chǔ)上,增加了接收極產(chǎn)生的電流及電子內(nèi)能的計(jì)算,進(jìn)一步完善Kuznetsov模型,開展了... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 熱離子發(fā)電技術(shù)概述
        1.2.1 基本原理
        1.2.2 發(fā)展歷程與趨勢(shì)
    1.3 熱離子發(fā)電器件輸出電性能國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 輸出電性能影響因素
        1.3.2 電極材料
        1.3.3 空間勢(shì)壘
        1.3.4 理論模型
    1.4 研究目的與內(nèi)容
第2章 基本理論與研究方法
    2.1 基本理論
    2.2 研究方法與技術(shù)路線
        2.2.1 技術(shù)路線
        2.2.2 研究方法
第3章 真空型熱離子發(fā)電器件
    3.1 空間勢(shì)壘及輸出電性能理論計(jì)算模型
        3.1.1 理論建模
        3.1.2 準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    3.2 器件性能分析
        3.2.1 電極間距對(duì)輸出電性能的影響
        3.2.2 發(fā)射極溫度與功函數(shù)對(duì)輸出電性能的影響
        3.2.3 接收極溫度與功函數(shù)對(duì)輸出電性能的影響
    3.3 器件優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 表面電離工況充銫型熱離子發(fā)電器件
    4.1 空間勢(shì)壘及輸出電性能理論計(jì)算模型
        4.1.1 理論建模
        4.1.2 準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    4.2 器件性能分析
        4.2.1 發(fā)射極溫度與功函數(shù)對(duì)輸出電性能的影響
        4.2.2 接收極溫度與功函數(shù)對(duì)輸出電性能的影響
    4.3 器件優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 電弧工況充銫型熱離子發(fā)電器件
    5.1 空間勢(shì)壘及輸出電性能理論計(jì)算模型
        5.1.1 理論建模
        5.1.2 準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    5.2 器件性能分析
        5.2.1 發(fā)射極溫度與勢(shì)壘指數(shù)對(duì)輸出電性能的影響
        5.2.2 銫蒸氣壓力與電極間距對(duì)輸出電性能的影響
    5.3 器件優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3654857