基于有限活塞速度的内可逆卡诺热泵循环性能分析与优化

用有限时间热力学理论和方法研究基于有限活塞速度的内可逆卡诺热泵的循环性能,导出了牛顿传热规律下循环最佳供热率和供热系数与活塞速度比的解析关系式,发现供热率与供热系数呈抛物线关系,存在最大供热率及相应的供热系数,与没有考虑活塞速度影响的内可逆卡诺热泵的供热率与供热系数呈递减关系不同。同时通过数值计算分析了热源温比对最佳关系的影响。分析和优化中考虑了循环周期有无限制两种情况。

热漏对内可逆卡诺热泵性能的影响

在内可逆卡诺热泵性能分析的基础上，本文研究热漏对热泵性能的影响，导出考虑热漏情况下，内可迎卡诺热泵最佳性能系数与泵热率间的优化关系，揭示了热漏系数k1对热泵性能的影响。

可逆卡诺制冷机和热泵的输出率密度分析与优化

以逆卡诺循环的输出率密度(对循环最大比容平均的循环输出率),即卡诺制冷机的制冷率密度和卡诺热泵的供热率密度作为热力性能目标,分别对内可逆卡诺制冷机和热泵进行分析与优化,导出了最佳换热器面积分配的关系式,计算分析了热源温比对输出率密度与性能系数关系的影响。所得结果不同于以制冷率和供热率为目标的优化结果,对装置设计具有一定理论上的指导意义。

传热规律对卡诺热泵生态学优化准则的影响

以反映热泵供热率 π与热泵熵产 σ、低温热源温度 TL 和可逆供热系数 CPC乘积 CPCTLσ之间的折衷“生态学”准则 E=π- CPCTLσ为目标 ,研究了卡诺热泵在传热规律 q∝ Δ (Tn)时的优化问题 ,得到了最大

内可逆正反向两热源循环复杂传热规律下生态学最优性能

以反映循环火用输出率和熵产率之间最佳折衷的生态学准则为目标,研究了复杂传热规律q∝[Δ(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)下内可逆正反向两热源循环(包括内可逆卡诺热机、内可逆卡诺制冷机和内可逆卡诺热泵)的生态学最优性能,得到了生态学函数与效率、制冷系数和供热系数之间的基本优化关系,所得结果具有一定的普适性和包容性。

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∝(△T^n)~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。

内可逆热泵在生态学函数最大时局域稳定性

以内可逆卡诺热泵模型为研究对象,考虑工质与热源间传热服从牛顿传热规律,利用局域稳定性理论,对热泵工作在生态学函数最大稳定点时的局域稳定性进行了研究。系统在生态学函数最大时的稳定状态是稳定的,导出了表征系统稳定性的"弛豫时间"关于热容C、总传热面积F、热源温比τ、传热系数α和β的一般表达式,给出了系统的相轨线的分布情况。所得结果可为实际系统的设计提供一定的理论指导。