摘要：近年来,利用相变材料(phase change material,PCM)提升半导体热电发电器(thermoelectric generator,TEG)输出性能及维持TEG长效运行受到广泛关注。针对现有PCM-TEG结合方式复杂且缺乏统一认识的现状,建立了PCM-TEG耦合数学模型,对比了PCM布置在TEG热侧、冷侧及双侧时的系统性能,提出了骨架PCM设计并验证了其有效性。结果表明:骨架PCM设计通过实现TEG热管理,在一定程度上能提升器件的输出能力,并能利用自身蓄热能力有效地避免热电器件失效;骨架PCM设计优于常规无骨架PCM-TEG的系统性能;热侧PCM-TEG和双侧PCM-TEG设计能有效维持TEG的稳定运行;增强TEG冷侧换热能力,可弥补热侧PCM-TEG系统性能的不足。研究结果可以为下一步PCM-TEG应用研究提供参考。

摘要：自20世纪60年代肼类化学单组元推力器诞生以来,液体单组元推进技术在卫星轨控、火箭姿态调整和应急动力系统中得到了广泛应用。化学单组元推进技术关键是高能液体化学推进剂在颗粒固定床内催化分解反应过程。由于其化学反应过程的复杂性,目前该类推进技术开发不考虑化学反应工程本质,以热能和空气动力学工程理论为基础,通过大量耗时耗力推力器热实验完成。本工作从化学反应工程角度出发,论述了化工热力学、催化反应动力学、单颗粒催化剂内扩散?反应、催化剂纳微孔道内流体?反应以及在固定床宏观多孔介质中和颗粒堆积形成的介观复杂几何结构内流动?传递?反应的耦合理论,且在化学单组元推进系统中推进剂能量设计,催化剂结构和催化分解固定床设计中的应用。本工作给出了单组元推进技术中相关催化反应工程理论基础,有望为新型绿色化学单组元推进技术的开发提供推进剂配方,为催化剂合成以及分解固定床的设计提供理论基础。