温差发电模块(TEG)收集来自炉灶系统的废热,并将其转化为电能供给风扇。风扇使氧气进入空气室,可以优化燃料空气比,提高燃烧效率,减少有害排放,缓解环境中空气污染,解决贫困边远地区电能供应短缺问题。温差发电模块作为热能向电能转换的设备,被广泛应用于新能源发电、航空航天、汽车尾气热能再利用、家用电器、工业余热等领域,而且它在生产、生活、科技中都扮演着十分重要的角色。然而,这些应用场合通常都工作环境恶劣,而且热源温度场波动剧烈,使得温差发电模块不能接受到均匀的热流输入,冷热两端温差不能保持恒定。因此,传统方法计算温差发电模块热电输出结果误差较大。为解决现有热电理论不能计算温差发电灶中温差发电模块热电输出的问题,本文从温差发电灶中抽象出球形温度场,建立球形温度场中温差发电模块热电计算模型。主要研究内容如下:1)首先,分析了温差发电灶中球体热源形成的球形温度场。然后,综述了与温差发电模块仿真建模有关的仿真软件以及热-电耦合模块的有限元分析原理。之后,建立了球形温度场温差发电模块的仿真模型并且设置了相关仿真参数。最后,基于仿真模型,从温度场分布以及电场分布两方面分析了球形温度场对于温差发电模块的影响。2)首先,建立球形温度场中热电单偶热端温升的计算模型,用来计算球形温度场中某一组热电单偶热端面温升。然后,在球形温度场中,对热电单偶连接结构不同的三种温差发电模块,分别建立热电输出计算模型。3)为了验证球形温度场中的热电计算模型的正确性,通过建立球形温度场温差发电模块热电输出实验,将实验计算结果与之参数相对应的计算模型计算结果进行对比,实验测试表明,建立的球形温度场中温差发电模块输出模型的计算误差不超过10%,验证所建立的计算模型的正确性。4)基于所建数学模型,研究了形成球形温度场的热源的位置变化对温差发电模块热电输出的影响规律。结果表明,增加热源与温差发电模块热端的距离,温差发电模块输出的最大功率大致呈指数规律减小;增加热源与温差发电模块的位置偏角,温差发电模块输出的最大功率大致呈抛物线规律减小。本论文通过建立的球形温度场中热电模块输出模型,实现了在保证精度的基础上对球形温度场中温差发电模块热电输出的快速求解,研究成果可以为温差发电炉灶的设计和运行等工作提供理论依据,具有一定的指导意义。