بررسی عوامل موثر بر عملکرد یک سیستم میکروترموفتوولتائیک با میکرومحفظه احتراقی متخلخل

مزیت سیستم های میکروترموفتوولتاییک تبدیل مستقیم انرژی گرمایی به انرژی الکتریکی بدون بخش متحرک می باشد. برای عملکرد مناسب سیستم های ترموفتوولتاییک، دمای یکنواخت و بالا در امتداد دیوار میکرومحفظه لازم است. در تحقیق حاضر احتراق پیش مخلوط آرام هیدروژن هوا در یک میکرومحفظه با در نظرگرفتن شرط عدم تعادل حرارتی بین فاز گاز و جامد در محیط متخلخل مطالعه شده است. همچنین اثرات انتقال حرارت تابشی در ماده متخلخل در معادله انرژی ماده متخلخل نیز درنظرگرفته شده است. با استفاده از شبیه سازی عددی، اثر چند پارامتر مهم در بازده تابشی سیستم میکروترموفتوولتاییک که شامل نسبت هم ارزی هیدروژن به هوا، ضریب تخلخل و هدایت گرمایی ماده متخلخل و سرعت ورودی مخلوط هیدروژن-هوا می باشد، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش نسبت هم ارزی تا مقدار یک باعث افزایش دمای دیوار و افزایش ضریب هدایت گرمایی ماده متخلخل، باعث توزیع یکنواخت تر دمای دیوار میکرومحفظه می شود. همچنین کاهش سرعت جریان، ضریب تخلخل و هدایت گرمایی ماده متخلخل، باعث افزایش بازده تابشی سیستم می شود. مکانیزم انتقال حرارت جابجایی بین فازهای گاز و جامد داخل محیط متخلخل و انتقال حرارت تابشی و هدایتی در ماده متخلخل برای ضریب تخلخل های 4/0 و 8/0 مقایسه شده است و نشان داده شد که نقش انتقال حرارت تابشی داخل ماده متخلخل ناچیز می باشد.