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。     

补燃型不可逆联合循环热机的性能分析

在原有的不可逆联合动力循环模型的基础上,建立了一个存在热阻、热漏、补燃、内不可逆性的定常流联合卡诺热机循环模型。研究其在补燃作用下的功率和效率特性并对其进行优化,导出功率、效率的基本优化关系,分析了补燃对最优性能的影响。     

具有热阻、热漏、内不可逆性和补燃的联合卡诺型热机有限时间火用经济性分析

在原有的不可逆联合动力循环模型的基础上,建立了一个存在热阻、热漏、内不可逆性和补燃的不可逆定常流联合热机模型。研究其在傅立叶导热定律下循环的火用经济性,并对其进行优化,导出最佳纯利润功率、效率的解析式和基本优化关系,讨论了价格比和补燃系数对纯利润功率的影响。     

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。     

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.     

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。     

具有热阻、热漏和补燃的卡诺和朗肯联合热机循环性能分析

在原有的联合循环模型的基础上,建立了一个存在热阻、热漏和补燃的卡诺和朗肯联合循环热机模型。研究其在补燃作用下的功率、效率特性并对其进行优化,导出功率、效率的基本优化关系,分析补燃对最优性能的影响。     

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。     

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。     

不可逆变温热源斯特林热机的?生态学性能研究

基于?的生态学目标函数,使用一种新的指标——?生态指标对不可逆变温热源斯特林热机进行了分析。在热机高低温热源的热容均为有限的前提下,考虑斯特林热机的热阻、回热损失、内不可逆性以及热漏对其影响。研究了回热器的回热效率和高低温热源的热容的比值等参数对斯特林热机的功率、效率和?生态学指标的影响,并将结果与另一种生态目标函数的结果进行了比较,得到最佳功率输出功率和热效率。     

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.     

具有热阻_热漏和内不可逆性的联合热机性能

建立一类存在热阻、热漏和内不可逆性的定常态流联合热机循环模型,并研究其性能优化,导出功率、效率优化关系,最大功率及其相应效率,和最大效率及其相应功率。     

余热锅炉蒸汽压力参数的优化匹配及补燃对热效率的影响

研究了联合循环条件下双压无再热非补燃和补燃式余热锅炉的当量效率、蒸汽轮机循环有效效率和联合循环热效率之间的优化匹配关系,由此来进行蒸汽高低压力参数选择与机组的优化匹配,确定了最佳参数。并在此基础上阐述了余热锅炉补燃对联合循环热效率的影响。     

工质比热随温度线性变化时不可逆Atkinson循环功率密度特性

基于已有文献建立的存在传热、摩擦和内不可逆性损失的不可逆Atkinson循环模型,利用有限时间热力学理论,以循环功率密度(循环输出功率与最大比容之比)为目标函数,对工质比热随温度线性变化条件下的循环进行了性能分析。由数值计算给出了循环功率密度与压缩比和效率的特性关系,分析了工质变比热特性、传热、摩擦和内不可逆性损失对Atkinson循环功率密度特性的影响。结果表明:循环功率密度与压缩比的关系曲线呈抛物线型,功率密度与效率的关系曲线呈扭叶型。与最大功率条件相比,Atkinson循环发动机在最大功率密度条件下具有更小的尺寸参数和更高的效率。     

工质非线性变比热比内可逆Dual-Miller循环功率、效率和生态学函数优化

考虑工质非线性变比热比和传热损失,应用有限时间热力学理论分析和优化空气标准内可逆DualMiller循环性能。推导功率、效率和生态学函数等性能参数表达式,并通过数值计算得到了功率、效率、生态学函数与压缩比的特性关系;当设计参数取某些特定值时,比较了Dual-Miller循环与Otto、Dual和Miller循环的功率、效率和生态学函数等性能差异;分析了预胀比和Miller循环比对功率、效率、生态学函数等性能的影响。     

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.     

开式微型燃气轮机外燃循环的功率和效率优化

考虑实际动力装置的尺寸约束,基于有限时间热力学的思想建立了具有压降不可逆性的开式微型燃气轮机外燃循环模型。在该模型中,工质在流动过程中将依次遭遇8种流动阻力。这些流动阻力均为压气机入口相对压降的函数,并且控制着质量流率和循环输出功率。导出的循环输出功率、效率及其它的一些参数的表达式表明,调整质量流率可以优化开式微型燃气轮机外燃循环的热力学性能。分析表明,存在最佳的质量流率使循环输出功率最大,该最大功率对应于压气机压比存在附加最大值。给定动力装置燃油消耗和总尺寸的情况下,通过合理分配压气机入口和涡轮机出口之间的流通面积,可以进一步使循环功率效率最大化。     

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。     

基于生态学准则对MCFC/AR混合系统的优化分析

基于生态学准则对稳定状态下运行的熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)与吸收式制冷机(AR)组成的混合系统进行优化,考虑系统存在的电化学和热力学不可逆性,导出混合系统等效输出功率、效率以及生态学性能系数(ECOP)的表达式。应用数值模拟分析混合系统性能,得到功率密度、效率以及ECOP分别与电流密度的基本关系,从而确定工作参数的优化区间。结果表明:混合系统运行时的输出功率和效率相比于燃料电池单独运行时有所提升,并且通过生态学优化能得到更为精确的优化工作区间。最后分析燃料电池的工作温度、工作压力以及制冷机内部不可逆性对混合系统生态学性能的影响。     

不可逆亚临界简单有机朗肯循环功率和效率优化

应用有限时间热力学理论建立了考虑外部热源与循环工质之间的传热损失、内不可逆性损失和循环总换热面积一定时的亚临界简单不可逆有机朗肯循环模型;采用R245fa作为循环工质,由优化换热器面积分配对循环的输出功率和热效率进行了优化,分析了输出功率和热效率之间的关系和工质泵/膨胀机的不可逆性对输出功率和热效率的影响。