梯度功能材料拟静态热弹性问题的泛函和变分原理

本文从梯度功能材料拟静态热弹性问题的控制方程出发,说明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量的函数时的三维拟静态热弹性问题的泛函是存在的,导出了相应的泛函,并建立了相应的变分原理.     

梯度功能材料拟静态热弹性问题的泛函和变分原理

本文从梯度功能材料拟静态热弹性问题的控制方程出发,说明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量的函数时的三维拟静态弹性问题的泛函是存在的,导出的相应的泛函,并建立了相应的变分原理。     

有限热容不可逆四热源吸收式制冷机的优化

将吸收式制冷机视为由不可逆卡诺热机驱动不可逆卡诺制冷机的联合循环系统,应用有限时间热力学理论建立了既考虑内、外不可逆性影响,又考虑有限热容影响的、更接近于实际系统的热力学模型。引入两个内不可逆性参数,分别用于描述热机循环的内不可逆性和制冷循环的内不可逆性。利用所建模型,由拉格朗日乘数法推导出吸收式制冷机的基本优化关系、相应的优化设计条件以及工质的最优工作温度。还利用这些关系式进行了一些分析和讨论,得到了一些有益于实际吸收式制冷机优化设计与改进的简化关系式和重要结论。     

有限热容不可逆四热源吸收式制冷机的优化

将吸收式制冷机视为由不可逆卡诺热机驱动不可逆卡诺制冷机的联合循环系统,应用有限时间热力学理论建立了既考虑内、外不可逆性影响,又考虑有限热容影响的、更接近于实际系统的热力学模型。引入两个内不可逆性参数,分别用于描述热机循环的内不可逆性和制冷循环的内不可逆性。利用所建模型,由拉格朗日乘数法推导出吸收式制冷机的基本优化关系、相应的优化设计条件以及工质的最优工作温度。还利用这些关系式进行了一些分析和讨论,得到了一些有益于实际吸收式制冷机优化设计与改进的简化关系式和重要结论。     

混凝土的极限拉伸与变换弹性体的极限应变

本文提出的问题,就是把混凝土轴向拉伸试验的非线性应力、应变曲线,变换为弹性体的线性应力、应变线,得出了混凝土的极限拉伸与弹性体极限应变的变换关系。这样就使热弹性应力计算与混凝土的极限拉伸协调起来,旨在解决理论分析与实际应用中的矛盾。     

变温场中含球形空腔的热黏弹性体动态热应力分析

为解决考虑温度变化的黏弹性体动态热应力问题,从材料的热黏弹性力学性质出发,依据热黏弹性Kelvin-Voigt微分型本构方程及热传导理论和拉普拉斯积分变换方法,求解了带球形空腔的无限大体的动态热应力问题,得到具有温度相关性的黏弹性材料的热应力动态问题的控制方程组,获得位移和应力在拉普拉斯变换域内的精确解,数值求解Laplace逆变换,给出了温度、位移和应力的分布图.     

非均质材料在热冲击下的耦合热弹性理论

依照连续介质力学的基本理论，推导出了非均质弹性材料热冲击问题所满足的热传导和热弹性运动方程。     

三热源吸收式制冷机的传热面积优化

建立了一种可以充分利用低温热源驱动而获得制冷量的三热源制冷机模型，考虑传热及工质内部的摩擦、涡流和其它不可逆性对三热源制冷机循环性能的影响，以总传热为优化函数，导出其最小传热面积与三热源熵变化率的关系并得到了热力学第二定律的类比表达式，获得了最佳制冷率与性能系数和传热面的优化关系，分析了工质内部不可逆性对制冷机性能的影响，所得结论可以描述同时受内外不可逆性影响的三热源吸收式制冷机的优化特性，可为吸收式制冷机的优化设计和性能改进提供新的理论途径。     

梯度功能材料热弹性应力的分析方法

本文介绍了近年来国外有关梯度功能材料热弹性应力问题的最新研究方法，并对其方法特点进行了评述。     

三热源吸收式制冷机的传热面积优化

建立了一种可以充分利用低温热源驱动而获得制冷量的三热源制冷机模型,考虑传热及工质内部的摩擦、涡流和其它不可逆性对三热源制冷机循环性能的影响,以总传热面积为优化函数,导出其最小传热面积与三热源熵变化率的关系并得到了热力学第二定律的类比表达式,获得了最佳制冷率与性能系数和传热面的优化关系.分析了工质内部不可逆性对制冷机性能的影响,所得结论可以描述同时受内外不可逆性影响的三热源吸收式制冷机的优化特性,可为吸收式制冷机的优化设计和性能改进提供新的理论途径.     

空气管流两种典型工况的热力学性能分析

在壁面等热流和壁面等温度两种工况空气管流过程的流体力学及传热学研究基础上进行了热力学性能比较,指出两种工况下空气管流过程的热力学性能差别,同时提出了性能比较依据——热力学能量特性准则方程式。分析比较结果表明,壁面等热流工况空气管流过程的能量综合利用效果较优越,并且存在较小的热力学不完善度,还对各项主要影响因素进行了较深入的分析探讨。     

换热强化及其优化设计的新途径

审视了强化换热及其优化设计换热系统的方法,无论是传统的强化换热方法还是场协同方法,都只片面地强调了强化传递强度而忽视了由于强化所引起的能量耗散的约束。在强化传递强度的层次上,给出了换热强度与流体中内场和外场的数学关系,通过协调不同驱动力之间的关系可以强化热传递强度。在优化设计换热系统的层次上,给出了优化设计的热力学判据,表明了不可逆性与推动力之间的权衡,并由此得到换热器强化的优化设计温差。     

管内对流换热过程的分析

以损失数作为目标函数来表征该热力学过程的不可逆程度,分析了管道内对流换热过程中的损。考察了管道工质的雷诺数对损失数的影响,并在定热流密度和定壁温两种情况下对损失系数进行了优化,结果表明：在定热流密度下,当流量为定值而管内径为变量时,损失系数有优化值。在定壁温情况下,损失系数无优化值。     

热机不可逆过程中不可逆因子研究

通过引入内、外不可逆因子,深入地讨论了热机热力循环中不可逆程度对热机循环过程的影响.论述了不可逆因子不是建立热机热力循环模型所必需的,是为了描述热机热力循环过程的不可逆程度定义的一个参数,是由所建立的热机模型决定的一个函数,从而澄清了对不可逆因子的某些模糊认识.对于不可逆因子的计算提出了一种新的方法,由算例可以看出,不可逆因子的计算,只要建立的热机模型恰当,在一定的条件下都可以找到计算表达式.最后得出结论:不可逆因子不是一个简单的常数,是由热机热力循环模型所决定的复杂的函数.当建立起热机热力循环模型并给定热机有关参数后,不可逆因子可以计算出来,从而定量的研究不可逆程度对循环性能的影响,以及影响热力循环不可逆性的各种因素.     

燃气-蒸汽联合循环动力装置热力学分析

为了研究燃气-蒸汽联合循环系统的节能潜力，用Yong分析的方法对该系统进行了热力学分析。通过对一种常见的燃气-蒸汽联合循环系统的模拟计算，给出了各部位Yong损失的大小及分布，对其能量利用情况进行了评价，并找出了薄弱环节，提出了节能措施。结果表明，燃气-蒸汽联合循环系统利用了燃气侧高温吸热和蒸汽侧低温放热的特点，使得其Yong效率高达51．12％，比常规的纯蒸汽动力循环的Yong效率(最高约40％)高得多；燃料化学能转化为热能及传热引起的Yong损失所占比例最大，为31．67％。所以，改善燃烧和传热过程的不可逆性，是提高联合循环效率的重要途径；发展联合循环发电技术，研制和开发新型发电机是高效节能，有利于可持续发展的根本所在。研究结果为系统的总体优化设计提供了理论依据。     

不可逆汽机热泵有限时间热力学优化

本文建立了汽机热泵系统的模型并基于有限时间热力学考虑汽机热泵系统内部不可逆和外部不可逆性对系统性能进行了分析研究。汽机热泵系统由不可逆汽机循环和不可逆压缩式热泵循环组成。分别对汽机侧和热泵的蒸发器与冷凝器进行了优化面积分配和优化时间分配研究,得到了系统热负荷与系统性能系数的数学关系。研究中引入两个不可逆参数RΔS、RΔS＇。算例研究显示内不可逆参数对汽机热泵系统的性能比外部不可逆因素有更大的影响。研究还发现热泵侧不可逆因素对系统的影响大于汽机侧不可逆因素对系统的影响。     

高炉渣固定床显热回收过程火用分析及系统优化设计

为使高炉渣显热得到高效高品质的回收,对固定床渣热回收过程进行火用分析,分析该过程主要不可逆因素(温差、流动阻力)产生的火用损;揭示颗粒直径、空隙率、床层高度、表观气速和空气初始温度等因素对总火用损率的影响规律。研究表明,随颗粒直径和床层高度的增大,总火用损存在一个最小值,对应存在颗粒直径和床层高度最优值;表观气速越大,总火用损越大;空隙率越大,总火用损越小;空气入口温度存在最佳值,并非越低越好。     

Entransy analyses of the thermodynamic cycle in a turbojet engine

The analysis and the design of turbojet engines are of great importance to the improvement of the system performance.Many researchers focus on these topics,and many important and interesting results have been obtained.In this paper,the thermodynamic cycle in a turbojet engine is analyzed with the entransy theory and the T-Q diagram.The ideal thermodynamic cycle in which there is no inner irreversibility is analyzed,as well as the influences from some inner irreversible factors,such as the heat transfer process,the change of the component of the working fluid and the viscosity of the working fluid.For the discussed cases,it is shown that larger entransy loss rate always results in larger output power,while smaller entropy generation rate does not always.The corresponding T-Q diagrams are also presented,with which the change tendencies of the entransy loss rate and the output power can be shown very intuitively.It is shown that the entransy theory is applicable for analyzing the inner irreversible thermodynamic cycles discussed in this paper.Compared with the concept of entropy generation,the concept of entransy loss and the corresponding T-Q diagram are more suitable for describing the change of the output power of the analyzed turbojet engine no matter if the inner irreversible factors are considered.