再热Brayton循环效率特性分析

在燃气轮机循环中工质温度变化范围大,其比热是变化的。利用数值分析方法研究了工质变比热情况下再热Brayton循环的效率特性,发现存在最佳循环总效率和对应的最优压比,讨论了循环温比、压气机和透平效率对循环最优压比和循环总效率最佳值的影响,比较了压气机效率和透平效率的影响程度,并指出了已有文献的错误。所得的分析结果对燃气轮机的优化设计和运行参数选择具有一定的指导作用。     

包含多变过程的内可逆Otto循环有限时间热力学分析

应用有限时间热力学理论分析了包含多变过程的内可逆Otto循环,由数值计算给出了考虑传热损失时循环输出功与压缩比、效率与压缩比以及输出功与效率的特性关系,分析了多变指数和传热损失对循环性能的影响,通过分析可知多变指数和传热对Otto循环性能有较大影响。计算所得的结果对实际Otto热机的设计和改进有一定的指导意义。     

辐射传热时有限热源多级连续卡诺热机系统的最大输出功

对高低温热源均为有限热源、工质与高温热源间辐射传热、工质与低温热源间线性传热的多级连续卡诺热机系统最大输出功的最优温度曲线进行了研究,利用最优控制理论和"伪线性传热"模型得出了其最优温度曲线为驱动流体温度随流速和过程时间成单调递减变化,求出了其最大输出功,并与低温热源为无限热源下的结果进行了比较.     

广义不可逆联合热泵循环有限时间炯经济性分析与优化

研究了存在热阻、热漏和内不可逆性的广义不可逆联合热泵循环有限时间火用经济性能,导出了在线性传热定律下循环最佳利润率和最佳供热系数的解析式以及二者的优化关系,并用数值算例对比分析了热漏、内不可逆性和价格比对利润率和火用经济性能界限的影响。广义不可逆联合热泵循环的有限时间火用经济学性能界限通过价格比与有限时间热力学性能界限和经典热力学限建立联系。结果对于实际联合热泵确定设计参数,判定工况是否处于最优经济状态有一定的指导作用。     

非理想气体工质对内可逆Otto循环功率、效率性能的影响

基于有限时间热力学理论和内可逆Otto循环模型,进一步考虑非理想气体工质比热模型,对循环的功率和效率性能进行研究。通过数值计算分析比热模型、气体分子自由度d和传热损失B对循环最大功率P_{ot max}、最大效率η_max、P_{ot max}对应的最佳压缩比(γ_opt)_p和效率η_P、η_max对应的最佳压缩比(γ_opt)_η和功率P_η的影响。结果显示：循环性能η_max、(γ_opt)_η和η_p随着B的增大而减小;工质比热模型对循环性能不产生定性影响,仅产生定量影响,非理想气体比热模型条件下的循环P_{ot max}、(γ_opt)_p、η_max、(γ_opt)_η、η_p     

内可逆正反向两热源循环复杂传热规律下的优化关系

考虑内可逆正反向两热源循环中工质与热源之间的传热服从复杂规律q∝(△Tn)m(包括了牛顿传热规律、线性唯象传热规律、辐射传热规律、Dulong-Petit传热规律、广义对流传热规律和广义辐射传热规律),导出内可逆卡诺热机功率与效率、内可逆卡诺制冷机制冷率与制冷系数和内可逆卡诺热泵供热率与供热系数间的基本优化关系特性.该文结果具有一定普适性和包容性,对实际热机、制冷机和热泵的设计工作有一定理论指导作用.     

关于CA效率_不可逆热机和有限时间热力学发展

著名的Curzon-Ahlborn效率η_(CA)是由El-Wakil于1962年最先导出的,不可逆热机的概念也是El-Wakil最早建立的,有限时间热力学正在由物理学向工程学发展,并将使工程热力学产生巨大变革。     

实际闭式中冷回热燃气轮机循环功率优化

考虑循环过程中的热阻损失、内不可逆性以及管路系统压力损失,研究了变温热源条件下中冷回热燃气轮机循环性能,借助数值计算,得到了输出功率最大时高低温侧换热器、回热器和中冷器的热导率最佳分配和最佳中间压比。对总压比进行优化后,得到了双重最大功率。进一步寻求工质与热源热容率最佳匹配,得到了循环的三重最大功率。     

恒温热源中冷回热式空气制冷机的经济性能优化

用有限时间热力学理论和方法,建立了恒温热源条件中冷回热式不可逆空气制冷机模型,研究其有限时间经济性能,导出了利润率解析式。用数值算例分析了利润率与压比;利润率与换热器、回热器及中冷器侧的热导率分配的关系。通过优化中间压比及总压比,得到最优压比条件下的最大经济性能;优化高、低温换热器及中冷器侧的热导率分配,得最优热导率分配条件下的最大经济性能。对以上5个变量同时优化,可得双重最大经济性能。通过数值计算还分析了其他参数对利润率与压比、利润率与热导率分配关系的影响。通过价格比,将有限时间经济性能目标与制冷率、熵产率及生态学目标建立了联系。