资源短缺和环境污染已经成为阻碍世界各国经济快速发展的两大难题。面对能源和环境的双重危机,各国已将节能减排和绿色清洁能源的发展列入国家战略计划。温差发电作为一种全固态的新型发电技术,可以直接将热能转化为电能,在节能和减排方面表现出巨大的潜力,受到了各国专家学者的高度重视。目前,对于温差发电的研究大多聚焦于中低温温差发电装置和系统性能方面,而在实际的工业生产过程中,温差发电技术在高温环境下的应用亦有非常广泛的前景,甚至可以将高温温差发电技术同常规的热力发电相结合以提高系统的效率。然而,由于加工工艺和材料制备等方面的限制,高温温差发电相关的研究甚少,高温温差发电技术的推广应用亟需其系统、深入的理论基础。本文通过理论分析与数值模拟并结合在所搭建高温温差发电实验台上的试验,对高温温差发电系统的性能进行了深入的研究。主要的工作内容及成果如下:①对温差发电系统的主要部件——完全预混引射式燃烧器进行了全三维数值模拟,优化了整个引射器和燃烧器的结构尺寸。结果表明:经过优化后的燃烧器,其混合气体速度和压力在引射器出口截面上变化较小,且燃料和空气混合均匀。在稳定工况下,热电单元内壁温度能够保持在669~688℃的范围内,证明了多孔燃烧器结构的合理性。引射器和燃烧器的模拟结果也为实验台各部件的加工制造提供了很好的理论依据和优化方向。②基于传热、流动及热电材料的基本物理效应建立了高温温差发电系统的动态数学模型,并应用有限容积法对模型进行离散求解,得出整个温差发电系统在不同工况下的特性参数值。仿真结果被用以指导实验系统的构成和实验方案的制订,并可作为系统进一步优化及深入分析的工具。③在理论计算、CFD模拟和系统仿真的基础上,搭建了高温温差发电实验台,通过一系列对比试验,得到了高温温差发电系统在不同工况下的基本特性。