Dulong-Petit传热规律下甲烷蒸汽重整反应器熵产率最小化

基于有限时间热力学理论,考虑管式活塞流转化管外热源与管内混合反应物间传热服从Dulong–Petit传热规律[q∝?(T)~(1.25)],对管式活塞流反应器中的甲烷蒸汽重整反应进行优化。在管外热源温度分布完全可控及氢气(H_2)产率、进口压力、进口反应混合物总摩尔流率和惰性气体氮气(N2)的摩尔流率均给定的条件下,以化学反应、粘性流动、传热过程的总熵产率最小为目标,应用非线性规划数值方法对反应器的最小熵产率以及管外温度的最优分布进行了数值求解,并与管外热源温度恒定、热源温度线性变化的两种参考反应器以及分别服从牛顿传热规律[q∝?(T)]和线性唯象传热规律[q∝?(T~(–1))]的最优反应器进行了比较。结果表明,最优反应器与2种参考反应器相比熵产率降低了58%以上;对反应器进行预加热有利于减小反应器的熵产率;对于最优反应器,中间段区域存在恒定的化学驱动力或恒定的热驱动力;传热规律对SMR反应器的热源与反应物温度最优构型及最小熵产率均有显著影响。     

基于熔融盐加热的甲烷蒸汽重整制氢反应器的熵产生率和氢气产率分析

太阳能热化学储能能够有效解决太阳能时间和空间分布不均的问题。在工业甲烷蒸汽重整反应器模型的基础上,利用有限时间热力学理论建立了基于熔融盐加热的甲烷蒸汽重整反应器（steam methane reforming reactor heated by molten salt,MS-SMRR）模型,得到了MS-SMRR的设计参数,并分析了MS-SMRR的几何参数和操作参数对氢气产率和总熵产生率的影响规律。结果表明：在氢气产率一定时,逆流参考反应器比顺流参考反应器的总熵产生率低,且消耗的熔融盐少;增大熔融盐进口温度和减小反应混合物进口压力能够显著提高MS-SMRR的氢气产率。研究结果对实际MS-SMRR的优化设计具有一定的理论指导意义。     

内可逆有机朗肯循环有限时间热力学优化

运用有限时间热力学理论建立了循环总换热面积一定时,考虑热源与循环工质的传热损失的亚临界简单内可逆有机朗肯循环模型。采用R245fa作为循环工质,分析了总换热面积、蒸发器面积比和循环工质的质量流率对循环净输出功率、热效率和热源出口温度的影响,发现合理选择上述参数可使循环的性能参数较优。所得结果对亚临界有机朗肯循环装置的设计和使用具有一定的指导意义。     

均匀热源条件下类叶状微通道矩形热沉的构形设计

针对均匀背景热流条件下的散热问题,构建了类叶状微通道矩形热沉模型,基于构形理论,在给定热沉体积与液冷通道总体积的约束条件下,以热沉最高温度和压降最小化为 目标,以微通道单元数、主通道与分支通道的夹角、主通道与分支通道的管径比为设计变量进行了优化设计.结果表明:通过增加微通道单元数、减小主通道与分支通道的夹角、采用较小的主通道与分支通道之管径比,可以降低热沉的最高温度,但是会增大压降损失.     

钢铁冶金过程动态数学模型的研究进展

从铁矿石烧结、球团矿生产、铁水预处理、复吹转炉炼钢、炉外精炼和连铸等主要装置和工序层面,较为全面地综述了钢铁冶金过程动态数学过程模型国内外研究现状,分析了各装置及工序相关研究中的重点和难点,探讨了今后进一步研究的发展方向。     

基于NSGA-Ⅱ算法的变温热源内可逆简单MCBC的性能优化

基于前人所建立的变温热源内可逆简单等温加热修正的闭式布雷顿循环（modified closed Brayton cycle,MCBC）模型,分析了压气机压比等参数对循环性能的影响。分别以无因次功率和无因次生态学函数为优化目标,以压比和各个换热器的热导率分配为优化变量,对变温热源内可逆简单MCBC进行单目标优化。最后基于NSGA-Ⅱ算法,以无因次功率、热效率和无因次生态学函数为优化目标,以压比和各个换热器的热导率分配为优化变量,对变温热源内可逆简单MCBC进行多目标优化,并分析了相关参数的灵敏度。结果表明：常规燃烧室（regular combustion chamber,RCC）和收敛型燃烧室（converging combustion chamber,CCC）外侧流体的入口温比对单目标优化结果的影响存在着明显的相互关系;与单目标优化得到的结果相比,多目标优化得到的最优解对应的偏差指数更小,其中通过香农熵决策得到的偏差指数最小;优化变量变化±10%对最优无因次功率、最优热效率、最优无因次生态学函数及其对应的等温压降比的影响很小,其变化范围均不超过5%。     

厚膜电路银迁移机理及水滴试验测试

本文着重探讨了厚膜混合电路的银迁移现象，分析了银迁移的机理，影响银迁移的主要因素和水滴试验测试方法。     

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。     

复杂热源下不可逆诺维科夫热机最大功率输出

考虑实际热机工作下的旁通热漏和内部耗散等不可逆因素,建立了包括连续均匀分布、三角形分布、二次分布和帕累托分布等四种不同的统计概率分布高温热源温度下的广义不可逆诺维科夫热机模型,导出了热机最大输出功率及相应的热效率和熵产率随高温热源温度、内部不可逆性等因素变化的关系式。结果表明：热漏和内部耗散分别对热机性能有着不同的影响,热漏使统计热源温度分布下最大功率输出对应的热效率减小,同时也增大了熵产率,但对热机的最大功率输出无影响;内部耗散不可逆性使热机的最大输出功率及相应热效率均明显减小,但使熵产率先增大后减小;熵产率随高温热源温度的标准差增大而减小。研究结果对太阳能发电厂性能提升具有一定理论指导意义。     

预热型S-CO_(2)布雷顿循环(火用)效率分析与优化EI北大核心CSCD

预热型超临界二氧化碳布雷顿循环在燃气轮机余热回收应用领域中具有较高的发展潜力,对其开展性能分析与优化研究具有重要意义。应用有限时间热力学理论,建立变温热源条件下存在有限温差传热、不可逆压缩、不可逆膨胀等不可逆因素的预热型超临界二氧化碳布雷顿循环模型,并对其进行数值模拟;分析工质质量流率、压缩机和透平效率、压比、换热器热导率以及分流系数对循环(火用)效率的影响;在总热导率一定的约束下,以(火用)效率最大为目标对预热器、加热器、回热器和冷却器的热导率分配比进行优化。结果表明:随着工质质量流率的增大,可通过降低加热器和回热器热导率、提高冷却器和预热器热导率的方式提升循环(火用)效率,且在考虑4个换热器热导率分配比的情况下,(火用)效率最大所对应的工质质量流率范围在92~95kg·s^(-1),功率可达到11.8~12.05MW;经由优化后,循环(火用)效率相比于初始设计点可提高17%以上,其所对应的循环热效率可达到34%以上,循环净功率可达到10.98MW以上。模型具有一定的普适性,研究结果可为实际工程装置的设计与运行提供理论指导。