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本文主要对基于碱金属热电转换(AMTEC)的静态热电转换联合系统的热电转换性能进行了评价,包括由碱金属热电转换与温差热电转换(TEC)组成的AMTEC/TEC静态联合系统,以及由热离子热电转换(TIC)、碱金属热电转换、温差热电转换组成的TIC/AMTEC/TEC静态联合系统。本文首先从AMTEC、TEC的工作原理出发,在充分考虑系统主要的内外部损失的前提下,从能量平衡的角度建立了AMTEC/TEC静态联合系统的分析模型,导出了AMTEC子系统、TEC子系统及AMTEC/TEC联合系统的输出功率及效率的表达式。该模型中,AMTEC蒸发温度、冷凝温度及TEC冷端温度不直接指定,而是由能量平衡关系式求得。以该模型为基础,对AMTEC子系统、TEC子系统及AMTEC/TEC联合系统的热电转换性能进行了评价,并讨论了负载参数、相关几何参数及运行环境温度对各子系统及AMTEC/TEC联合系统的性能影响。评价结果表明,AMTEC/TEC联合系统的效率可达31.33%,比AMTEC单系统的效率高4%左右。随着AMTEC电极电流密度的增大,AMTEC/TEC联合系统总输出功率PALL单调增大,AMTEC/TEC联合系统总的转换效率ηALL先增大后减小。随TEC系统无量纲电流i的增大,AMTEC/TEC联合系统总输出功率PALL及转换效率ηALL先增大后减小。对于AMTEC总电极面积确定的AMTEC/TEC联合系统,系统总的输出功率PALL及效率ηALL随AMTEC与热源换热面积的增大而增大,随TEC模块面积的增大先增大后减小。当TEC模块PN电偶对填充率b确定时,对任意b,始终存在最佳的臂长lopt使AMTEC/TEC联合系统总输出功率或效率有最大值,且随着b的增大,其对应的最佳PN电偶对臂长lopt、最大功率及效率均增大。环境参数分析表明,AMTEC/TEC联合系统的输出功率PALL随热源温度的增大显著增大,效率ηALL随热源温度的增大有先显著增大后缓慢减小的趋势,而冷源温度对AMTEC/TEC联合系统的热电转换性能影响较小。在以上工作基础上,提出了TIC/AMTEC/TEC静态联合系统,并建立了其数学分析模型,该模型中系统各温度也由能量平衡关系决定。以该模型为基础,讨论了TIC的集电极功函数、TIC电压、AMTEC及TEC子系统负载参数、相关几何参数以及运行环境对各子系统及联合系统热电转换性能的影响。分析结果表明,TIC/AMTEC/TEC联合系统的效率达到55.34%,与TIC单系统比提高了18%左右。TIC/AMTEC/TEC联合系统的总功率PALL及效率ηALL随TIC集电极功函数Φc及电压VTI的增大先增大后减小,且随AMTEC电极电流密度J的升高先增大后减小,PALL在J较大时取得最大值,ηALL在J较小时取得最大值,而TEC的负载情况对TIC/AMTEC/TEC联合系统热电转换性能的影响较小。对于特定的TIC系统而言,随着AMTEC子系统BASE总面积的增大,联合系统总输出功率PALL单调增加,效率ηALL先增加后减小。TEC模块面积与BASE总面积比c对联合系统性能影响较小。当TEC模块PN电偶对填充率b确定时,始终存在最佳的臂长lopt使TIC/AMTEC/TEC联合系统总输出功率或效率有最大值,并且当b增大时,其对应的lopt明显增大,而PALL及ηALL的变化很小,故从经济性能出发,对TIC/AMTEC/TEC联合系统来讲,宜选择较小的b。环境参数分析表明,对于特定的TIC/AMTEC/TEC联合系统,存在最佳的热源温度范围使联合系统的功率及效率有较大值,而冷源温度对系统性能的影响较小。