工质非线性变比热比不可逆Dual-Miller循环生态学目标函数优化

考虑工质非线性变比热比特性,存在气缸传热损失、活塞摩擦损失和其他内不可逆性损失,应用有限时间热力学理论分析和优化空气标准Dual-Miller循环性能,推导出了功率、效率和生态学目标函数等性能参数表达式,并由数值计算得到功率和效率与压缩比、功率与效率、生态学目标函数与功率和效率的特性关系,分析升压比和活塞冲程对各性能指标的影响,并分析比较各种不同优化目标下的性能特点。     

恒温热源不可逆闭式中冷回热燃气轮机循环的生态学优化

考虑循环过程的内外不可逆性,以生态学函数为目标,优化了总压比和中间压比分配,分析了高低温侧换热器、中冷器和回热器的性能参数对最大生态学函数及其参数的影响,并与以功率为优化目标时的循环性能进行了比较.结果表明:以生态学函数为优化目标时比以功率为优化目标时具有更高的效率,但功率相差不太多,反映了输出功率和效率间的最佳匹配.     

不可逆变温热源KCS-34循环生态学性能优化

应用有限时间热力学理论,基于变温热源不可逆KCS-34循环模型,分析了循环工质氨浓度变化时,循环工质质量流率和蒸发器出口循环工质干度对生态学函数的影响,并对循环净功率、效率与生态学函数三者之间的关系进行了对比分析。研究发现,当以循环工质质量流率为变量时,生态学函数与效率、循环净功率与效率均呈类抛物线关系,而生态学函数与循环净功率之间关系曲线为扭叶型;当以蒸发器出口循环工质干度为变量时,循环净功率、效率和生态学函数任意两者之间的曲线关系均为扭叶型。     

一类广义不可逆普适热机循环的生态学性能

用有限时间热力学的方法分析了热漏、热阻和其它不可逆效应对一类定常流普适热机循环模型性能的影响,导出了由两个绝热过程、两个等热容加热过程以及两个等热容放热过程组成的循环的功率、效率和生态学性能,并由数值计算分析了循环过程对循环性能的影响特点。所得结果包含了存在热阻、热漏和内不可逆损失的Diesel、Otto、Brayton、Atkinson、Dual和Miller循环的特性。     

不可逆Miller循环的功率效率特性

用有限时间热力学的方法考虑空气标准Miller循环，导出存在摩擦及传热损失的空气标准Miller循环的功率与压缩比、效率与压缩比，以及功率和效率的最佳特性关系；同时由数值计算分析了摩擦和传热对循环性能的影响特点。结论包含了各种特定条件下不同循环的特性，具有一定的普适性。     

线性唯象传热规律下广义不可逆卡诺热机生态学性能系数优化

以反映热机循环输出功率和火用损失率之比的生态学性能系数(ECOP)为目标,用有限时间热力学理论和方法研究广义不可逆卡诺热机的循环性能。导出了线性唯象传热规律(Q∝Δ(T-1))下ECOP的解析式,通过数值计算分析了各种目标极值条件下ECOP与循环功率、效率、熵产率、生态学函数E之间的关系,主要研究了热源温比对最优性能的影响。     

广义不可逆布雷森循环生态学性能系数分析

以反映热机循环输出和损失之比的生态学性能系数(ECOP)为目标,用有限时间热力学理论,对广义不可逆布雷森循环进行性能分析。导出了在牛顿传热律下广义不可逆布雷森循环无因次功率、效率、无因次熵产率、无因次生态学函数和生态学性能系数的解析式;并通过数值算例得到它们之间的关系。结果表明,内不可逆性对该热机各种性能参数产生一定的影响,以ECOP为目标优化具有效率较高,熵产率较低的优势。     

燃气-蒸汽联合循环的生态学优化

建立了具有热阻、热漏的定常流布雷顿一朗肯联合循环模型,分析了联合循环功率、效率和生态学指标性能,并对其进行了优化;通过数值计算分析了功率、效率和生态学之间的优化关系,并讨论了热漏对联合循环优化性能的影响.结果表明:最大生态学指标下的效率十分接近联合循环可达到的最大效率,布雷顿一朗肯循环是燃气一蒸汽联合循环的一个特例.分析研究结果为燃气一蒸汽联合循环热机的设计提供了一定的依据.     

太阳能驱动的联合卡诺热机循环生态学性能研究

用有限时间热力学的理论分析一个由太阳能驱动的具有热阻、热漏、内不可逆性和补燃的定常流联合卡诺型热机循环;研究其在补燃作用下功率、效率和生态学指标的性能,利用不可逆因子表征循环的内不可逆性,并在傅立叶导热定律下对其进行优化;得到功率、效率和生态学指标之间的优化关系。结果表明:以最大生态学指标为目标对模型进行优化,可以比以功率为优化目标时获得更高的效率和更小的熵产率。     

中冷后回热式布雷顿-逆布雷顿联合循环性能优化"

对中冷后回热式布雷顿-逆布雷顿联合循环构型进行有限时间热力学分析和优化,推导出了燃料燃烧放热流率、循环净功率、循环热效率和各个部件由于流动不可逆性产生的压力损失与顶循环压气机进口相对压力损失的函数关系。给出了循环净功率的分析和优化结果,以及在燃油消耗和尺寸约束条件下循环热效率的分析和优化结果。通过数值计算,详细分析了各主要设计参数对循环最优性能的影响。研究发现,存在最佳的中冷压比、压气机1进口相对压力损失、压气机3的压比和总压比,使循环功率获得最优值;在燃油消耗和装置尺寸的约束下,存在最佳的中冷压比、压气机1进口相对压力损失和总压比,使循环效率获得最优值;中冷过程能有效提高循环的功率,回热对循环功率影响很小。     

磁流体动力循环有效功率优化

以有效功率作为目标函数,基于已有研究建立的磁流体动力(MHD)循环模型,应用有限时间热力学理论,研究其最优性能。导出恒温热源条件下MHD循环的有效功率表达式,分析循环参数对有效功率性能的影响,比较最大有效功率和最大输出功率两种目标函数下循环的性能差异。结果表明,当MHD发电机和压缩机效率η_c=η_e=1时,有效功率与效率之间的关系曲线为类抛物线型。当η_c、η_e均小于1时,有效功率与效率之间的关系曲线呈扭叶型。最大有效功率对应的效率始终大于最大输出功率对应的效率。以最大有效功率为目标优化时,虽然牺牲部分输出功率,但循环效率有较大提高,有效功率目标函数体现了功率与效率的折中。     

具有热阻、热漏和回热损失的不可逆斯特林循环生态学性能系数优化分析研究

利用有限时间热力学分析了具有热阻、热漏和回热损失的不可逆斯特林循环生态学经济性能优化ECOP评判标准,推导了不可逆斯特林循环关于功率输出、效率、经济学函数和ECOP优化分析的数学表达式,利用数字分析以及热漏、回热时间和回热器效率研究上述参数之间的相互关系.研究结果表明:在最大ECOP工作条件下工作的斯特林循环比在最大生...     

太阳能驱动的联合卡诺热机循环生态学性能研究

用有限时间热力学的理论分析一个由太阳能驱动的具有热阻、热漏、内不可逆性和补燃的定常流联合卡诺型热机循环;研究其在补燃作用下功率、效率和生态学指标的性能,利用不可逆因子表征循环的内不可逆性,并在傅立叶导热定律下对其进行优化;得到功率、效率和生态学指标之间的优化关系。结果表明:以最大生态学指标为目标对模型进行优化,可比以功率为优化目标时获得更高的效率和更小的熵产率。     

广义不可逆卡诺热机的生态学最优性能

以反映热机功率与熵产率之间最佳折衷的“生态学”准则为目标，综合考虑热阻、热漏及其它不可逆性对卡诺热机性能的影响，导出牛顿传热规律下循环的生态学最优性能，由数值计算分析比较了热漏、内不可逆性的影响特点。生态学优化以牺牲小部分输出功率为代价，较大地降低了循环的熵产率，而且在一定程度上提高了热机效率。因此，生态学目标函数不仅反映了输出功率和熵产率之间的最佳折衷，而且反映了输出功率和热效率之间的最佳折衷。     

空气标准等温加热修正Brayton循环：(1)功率效率特性分析

在已有文献建立的闭式等温加热修正定常流式Brayton循环模型基础上,提出了一种新的五分支Brayton循环,即空气标准等温加热修正Brayton循环,并运用有限时间热力学理论建立了内可逆空气标准等温加热修正Brayton循环模型,导出了其功率效率表达式,分析了最大温比和预胀比对功率与效率、功率与压缩比和效率与压缩比特性关系的影响,以及传热损失对功率与效率特性关系的影响,并将修正后的Brayton循环性能与传统的Brayton循环性能进行了对比。结果表明：循环功率与效率的关系曲线呈扭叶形,而功率与压缩比和效率与压缩比的关系曲线均呈类抛物线形;随着预胀比和循环温比的增加,循环性能明显提升;与传统的Brayton循环相比,修正后的循环性能更优。     

具有热阻、热漏的不可逆布雷森循环生态学性能新析

以反映热机循环输出火用和火用损失之比的生态学性能系数为目标,用有限时间热力学的方法分析具有热阻、热漏的不可逆布雷森循环性能.导出了在牛顿传热律下布雷森循环无因次功率、效率、无因次熵产率和生态学性能系数的解析式;并通过数值算例得到它们之间的关系.结果表明:对比生态学目标E,循环在最大生态学性能系数ECOP下工作时,其相应的熵产率和热效率有明显优势.     

包含7种热机模型的普适不可逆热机循环火用经济性能优化

用有限时间热力学方法分析了热漏、热阻和其他不可逆效应对工作在两恒温热源之间的普适定常流不可逆热机循环性能的影响,导出了由两个绝热过程、两个等热容加热过程以及两个等热容放热过程组成的循环的功率、效率和利润率的特性关系．并由数值计算分析了循环过程对循环性能的影响特点。所得结果包含了内可逆和不可逆Carnot、Diesel、Otto、Atkinson、Brayton、Dual、Miller循环的有限时 [火用]经济性能。     

广义不可逆布雷逊热机的生态学性能优化

应用有限时间热力学方法和生态学优化准则对不可逆布雷逊热机循环的各种性能参数进行优化,导出了服从牛顿传热规律并考虑热阻、热漏和内不可逆性的布雷逊热机循环在生态学目标函数最大时输出功率和效率的表达式。讨论了热漏、内不可逆性对该热机各种性能参数的影响,同时还比较了最大输出功率和最大生态学目标函数下该热机各种优化性能参数间的关系。所得结果给实际热机的优化设计提供了理论依据。     

中冷回热燃气轮机循环换热器热导率最优分配——生态学性能优化

用有限时间热力学方法优化恒温热源条件下闭式中冷回热燃气轮机循环的生态学性能,计入工质与高低温侧换热器、回热器以及中冷器之间的热阻损失、压气机内不可逆压缩和涡轮内部不可逆膨胀损失,导出了循环生态学函数解析式,通过数值计算优化各换热器热导率分配以及中间压比和总压比,得到了循环最优生态学性能.     

包含多变过程的不可逆普适往复式循环有限时间热力学分析

建立了存在传热损失、摩擦损失和工质变比热时的不可逆普适往复式循环模型,用有限时间热力学理论和方法分析其性能。由数值计算给出功率与压比、效率与压比以及功率与效率的特性关系,并分析了摩擦损失、工质变比热和多变指数对循环性能的影响。所得结果包含了内可逆和不可逆Otto循环和Diesel循环的结果,但又有一定的拓展。