传热规律、热漏和内不可逆性对吸收式热泵循环性能的影响

建立了考虑泵热空间到环境热源的热漏、工质循环的内部不可逆性以及工质与热源之间传热Q∝△(T^a)服从传热规律时的不可逆四热源吸收式热泵循环模型,导出了循环泵热率和泵热系数的一般关系;并导出了线性唯象传热定律时循环泵热率和泵热系数的基本优化关系、性能极值、循环中工质的最佳工作温度和换热器传热面积的最佳分配关系;通过数值耸例分析了传热规律、热漏和内不可逆性对循环性能的影响规律,比较了传热面积最优分配前后循环的最优性能。     

线性唯象传热规律时内可逆卡诺热机的角速度特性

以内可逆卡诺热机的极限循环为基础,考虑工质与热源间传热服从线性唯象传热规律q∝Δ(T-1),计算出热机运行的最大角速度.得出该传热定律下内可逆卡诺热机的功率、效率与循环角速度的关系,对合理选择热机工作点有一定的指导意义.     

Q∝(△T-1)时内可逆卡诺热机的频率特性

以内可逆卡诺热机模型为基础，考虑工质与热源间传热服从线性唯象传热定律Q∝（△T^-1），寻求循环频率与热机特性的关系，通过分析，得出了不同于牛顿传热定律时的循环功率、效率以及可利用温差与循环频率和循环吸、放热时间比的关系，对合理的选择热机工作点有一定的指导意义。     

内可逆空气制冷机性能的生态学优化

基于[火用]分析的观点，运用有限时间热力学方法对内可逆空气制冷机进行生态学优化，导出了换热器热导最优分配时的最佳制冷功率、熵产率以及生态学（E）目标函数的解析式，进一步求得最大E目标值时的工质等熵温比（压比）界限及相应的制冷系数、制冷功率和熵产率；采用数值计算分析了热源温比、换热器总热导以及高温热源温度和环境温度之比对该制冷机生态学最优性能的影响。结果表明：生态学目标函数不仅反映了[火用]输出率和熵产率之间的最佳折衷，而且也反映了制冷功率和制冷系数之间的最佳折衷。     

传热规律对卡诺热泵最大利润率特性的影响

用有限时间用经济分析法导出了在Qa（T~n）和Qa（△T）~n下内可逆卡诺热泵的最佳利润率与供热系数间的关系，并藉此讨论了四种传热规律时内可逆卡诺热泵的有限时间经济最优性能的特点，得到了一些新的普适结果。     

内可逆四热源吸收式热变换器的基本优化关系及其性能分析

应用内可逆四热源吸收式热变化器循环模型，分析热变换器受传热不可逆性影响时的基本性能。导出了牛顿传热定律下循环的比泵热率和泵热系数的基本优化关系以及工质的最佳工作温度和传热面积的最佳分配关系。由此讨论了循环的各种优化性能，并通过数值算例，得出循环参数对循环特性的影响规律。所得结果对实际四热源吸收式热变换器的优化设计具有一定指导意义。     

内可逆PM循环功率密度最优特性

应用有限时间热力学理论,在内可逆多孔介质(PM)循环模型基础上,将功率密度引入循环最优性能研究中。分析循环温比、传热损失和预胀比对功率密度与压缩比和功率密度与热效率特性曲线的影响,比较最大功率密度和最大功率条件下循环的性能差异。结果表明,无因次功率密度与压缩比特性曲线呈类抛物线型,无因次功率密度与热效率特性曲线呈扭叶型。与以最大功率条件下相比,PM循环拥有更高的效率和更小的尺寸。     

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。     

恒温热源内可逆Lenoir循环功率效率特性分析与优化

基于有限时间热力学理论,对恒温热源内可逆Lenoir循环进行功率效率特性分析与优化,得到换热器总热导给定的条件下循环的最大功率和最大效率。结果表明:在给定高、低温侧换热器热导的条件下,循环的功率、效率特性呈现"点"的特征;在高、低温侧换热器热导可优化的条件下,存在最佳的热导分配,使得循环的功率或效率取得最大值。高、低温热源温比增大或换热器总热导增大时,循环的功率、效率都将增大。     

有限时间内不可逆卡诺热机的最少循环时间和熵产的关系

对有限时间热力学时间问题进行了探讨,推导出了有限时间内不可逆卡诺热机的内不可逆熵产与最少循环时间成单调递减关系,并指出熵不仅能标标时间之矢,而且能够计算时间之量。     

线性唯象传热定律下不可逆四热源制冷循环最优性能

在恒温热源内可逆四热源吸收式制冷循环的基础上，考虑环境热源到制冷空间的热漏、工质的内部耗散以及工质与外部热源问的热阻损失，建立传热服从线性唯象定律的不可逆吸收式制冷循环的模型，导出循环的制冷率和制冷系数的基本优化关系、最大制冷系数及相应的制冷率和最大制冷率及相应的制冷系数，给出了最佳换热面积，并通过数值计算分析了设计参数对循环的制冷率、制冷系数的影响。所得结果对实际吸收式制冷机的设计和运行有一定的指导意义。     

DIRECT CONTACT HEAT TRANSFER TO BUBBLES WITH SIMULTANEOUS TRANSLATION AND GROWTH

A numerical analysis has been made to examine the possible deviation of the instantaneous heat transfer to a growing spherical bubble from the quasi-steady heat transfer to a nongrowing bubble. It has been confirmed that the instantaneous Nusselt number has a negative dependency on the temperature difference or, more directly, on the bubble growth rate. But the degree of the dependency is much lower than that previously predicted. The significant dependency of Nusselt number on the temperature difference as demonstrated by some experimental works presumably resulted, for the most part, from some effect other than that of the bubble growth rale increasing with the temperature difference.     

SOLUTION OF THE INVERSE PROBLEMS IN HEAT TRANSFER AND THERMAL STRESS ANALYSIS

The stable method of soloing inverse problems in heat transfer and inverse problems concerning thermal stress control in elements of complex shapes is presented. Based on the discrete form of Duhamel's integral and on so-called future time steps, a simple and accurate method of solving one- and multi-dimensional inverse problems is developed. Two examples illustrating the application of the described method are presented.     

SENSITIVITY ANALYSIS AND OPTIMAL DESIGN FOR STEADY CONDUCTION PROBLEM WITH RADIATIVE HEAT TRANSFER

ABSTRACT

A steady heat conduction problem is considered, that is described by the heat conduction equation and the thermal boundary conditions (i.e., Dirichlet, Neumann, Henkel, and radiation conditions on the external boundary, and radiation condition on the hole boundary). An arbitrary behavioral functional is defined and its first-order sensitivity is derived using both the direct and the adjoint approaches. The shape optimization problem is next formulated and two optimization functionals are discussed. The simple numerical example is presented.     

内可逆四热源吸收式制冷机生态学最优性能

基于能量分析的观点,建立了反映四热源吸收式制冷机制冷率与熵产率之间最佳折中的生态学准则,分析了线性(牛顿)传热定律下内可逆四热源吸收式制冷机的生态学最优性能.导出了生态学目标与制冷系数的优化关系和最大生态学目标值及其相对应的制冷系数、制冷率和熵产率,确定了循环主要参数的生态学优化选择范围.数值算例分析了制冷率目标和生态学目标的相互关系,计算表明生态学准则对吸收式制冷机优化设计是一种具有长期效应的可选优化目标.     

闭式深层海水供冷系统换热特性及优化设计研究

针对低纬度岛屿地区全年温度高、湿度大,空调全年运行时间长而常规能源运输成本高,传统高能耗空调系统难以适应的问题,提出一种利用深层海水供冷的闭式空调系统。根据换热特性的差异,将换热管道分为沿程垂直换热管道和海底换热盘管两部分,通过数值模拟研究管径、流速等参数对垂直管段和海底换热盘管段传热性能的影响。研究结果表明：垂直管段管径在0.6 m以内,流速在1~2 m/s范围可保证较高的换热性能;对于海底换热盘管段,最佳管径为0.025~0.050 m,最佳流速为0.4~0.8 m/s。在此基础上建立适用于垂直管段优化设计的费用年值数学模型,计算其比摩阻、流速,形成设计用水力计算表,并给出适用于海底换热盘管段工程设计的设计线算图及其修正公式。     

叉流高效降膜蒸发器传热传质规律研究

建立了描述叉流式和膜蒸发过程的理论模型,预测结果与实验基本相符,在分析和探讨蒸发器传热传质规律过程中,发现根据入口水温的不同,蒸发器可分别用于蒸发冷却和海水淡化,从蒸发冷却和加热蒸发两个角度讨论了气流,水流及蒸发器结构参数对系统性能的影响,为蒸发器的优化设计奠定了基础。     

采集凝固热热泵技术凝固及换热性能的理论分析

介绍了一种新型的采集凝固热热泵技术,建立了凝固热采集装置中层流流动水在常壁温条件下的管内凝固问题的数学模型。采用准稳态近似方法进行了凝固特性的分析,使用当量平均表面换热系数和潜热显热比两个参数讨论了冰层对换热性能的影响。计算结果与所得结论对凝固热采集装置的设计和热泵系统性能的改善有一定指导作用。