回热式空气制冷循环性能新析

采用制冷率密度这一新的性能参数作为热力学优化目标,用有限时间热力学的方法,分析了回热式空气制冷循环的性能,得到了普适的解析关系式,并由数值计算分析了压比、热导率分配、压缩机和膨胀机的效率等参数对制冷率密度的影响特点。     

微粒污垢沉积率的理论分析与实验研究

建立了一个小规模实验装置,利用该装置研究了微粒粒径、表面涂层类型、悬浮液温度等因素对微粒污垢沉积率的影响,得到了非常独特的实验结果。悬浮液温度在50℃时,微粒污垢沉积率最大。基于污垢附着机制对这一实验结果进行分析,理论上证实了在某一悬浮液温度微粒污垢沉积率最大,并进一步推导出了微粒污垢沉积率最大时的悬浮液温度与换热面表面自由能之间的关系式。     

线性唯象传热条件下给定周期的内可逆热机最大功率输出时最优构型

对线性唯象传热条件下给定循环周期的内可逆热机最优构型进行研究,利用最优控制理论得出最大功率输出时热机的最优构型为六分支结构,其中包括两个等温分支和四个最大功率分支,而没有绝热分支.给出各分支过程的时间和热源及工质温度,求出最大功率输出和相应效率.通过计算可知随着高温热源温度的减小,最大功率分支过程时间减小,最大功率输出、所需输入能量和循环效率都减小.随着汽缸容积变化率的减小,最大功率分支过程时间增加,最大功率输出减小,所需输入能量增加,循环效率减小.随着热导率的减少,最大功率分支过程时间减小,最大功率输出和所需输入能量减小,循环效率增加.将所得结果与牛顿传热规律下的结果比较可知两种传热规律下的循环最优构型均由两个等温分支和四个最大功率分支组成,且均不包括绝热分支.两种传热规律下的两个等温分支的温度不同,四个最大功率分支的过程路径也不同.两种最优构型对应的各分支过程时间不相同,最大功率输出、所需输入能量和循环效率均不相同.     

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ηc=ηe=1时,有效功率与效率...     

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     

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.     

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。     

等温加热修正Diesel循环及其内可逆特性

提出一种新的Diesel循环，即等温加热修正的Diesel循环，并运用有限时间热力学理论建立内可逆修正Diesel循环模型，导出循环功率与效率、功率与压缩比和效率与压缩比的特性关系，研究循环温比、预胀比和传热损失对循环性能的影响，将修正后的循环性能与传统的Diesel循环性能进行比较。结果显示：循环功率与效率的关系曲线呈扭叶型，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型；随着预胀比和循环温比的变大，循环性能明显提升；与传统的Diesel循环相比，修正后的循环性能更优。