工质线性变比热对内可逆Rallis循环功率效率性能的影响

应用有限时间热力学理论建立工质比热随温度线性变化时内可逆Rallis循环模型,导出循环的功率(P)和效率(η)的解析式。通过数值算例分析循环增压比(λ)、压缩比(ε)、预胀比(ρ)、传热损失(B)和工质比热随温度线性变化系数(k_(1))对P与膨胀比(σ)、η与σ以及P与η特性曲线的影响。结果显示:循环P-σ和η-σ特性曲线为类抛物线型,循环P-η特性曲线为扭叶型;存在最佳的膨胀比σ_(P)和σ_(η),分别使P和η达到最大值(P_(max)和η_(max));随着ε和λ的增大,P_(max)、σ_(P)、η_(max)、σ_(η)、η_(max)对应的功率(P_(η))和P_(max)对应的效率(η_(P))单调递增;随着ρ的增大,P_(max)、η_(max)、σ_(η)和P_(η)单调递增,σ_(P)不变,η_(P)单调递减;随着B和k1的增大,η_(max)和η_(P)单调递减,σ_(η)和P_(η)单调递增。将所得结论与恒比热内可逆Rallis循环的结论进行对比,结果显示:随ρ的增大,σ_(P)不变,恒比热时σ_(P)单调递增;η_(P)单调递减,恒比热时η_(P)单调递增。通过分析可知工质比热变化对Rallis循环性能的影响较为明显,所得结论对该循环的应用有一定参考意义。

内可逆Rallis循环的最优功率和效率性能研究

运用有限时间热力学理论建立存在传热损失的空气标准内可逆Rallis循环模型,导出循环功率(P)和效率(η)的解析式;以P和η为优化目标,将等温过程膨胀比作为优化变量,对循环性能进行优化;分析传热损失(B)、压缩比(ε)、增压比(λ)和预胀比(ρ)对P、η特性的影响。结果表明:内可逆Rallis循环的P、η与等温过程膨胀比的关系曲线均呈类抛物线形,存在最佳膨胀比(σP和ση)使循环P、η分别达到最大值(Pmax和ηmax);循环过程的P-η关系曲线呈现过原点的扭叶形;随着ε、λ和ρ的增加,Pmax、σP、ηmax和ση均增加;随着B的增加,ηP和ηmax均减小。

具有非理想气体工质的内可逆Miller循环功率效率特性

应用有限时间热力学理论,研究非理想气体工质的内可逆Miller循环的最优性能,导出循环功率和效率与压缩比的一般关系。以循环功率和效率为目标函数,分析Miller循环比γM、传热损失系数B、循环最大温比τ和气体自由度d对循环特性的影响,比较非理想气体与理想气体不同比热模型条件下的性能差异。结果显示:随着γM增加,循环最大功率P_(max)和最大效率η_(_(max))增大,P_(max)对应的效率ηP_(max)先增大后减小,P_(max)对应的压缩比γP减小,η_(_(max))对应的压缩比γη先减小后增大;随着B增大,η_(_(max))、ηP_(max)和γη减小;随着τ和d增加,P_(max)、η_(_(max))、ηP_(max)、γP和γη均增大。比热模型对循环性能仅有定量影响,无定性影响;非理想气体比热模型条件下的循环功率和效率最小。

基于可逆循环的电池变截面通道液冷仿真研究

以280 Ah方形磷酸铁锂电池为研究对象,设计了符合大容量电池组产热特点的变截面对称型流道液冷板,建立了锂离子电池组液冷仿真模型,采用可逆循环的液冷冷却方式,研究了电池组在不同冷却方式下的冷却效果及冷却液入口温度、可逆循环的转向发生时间对电池组散热性能的影响。结果表明:变截面对称型流道有助于提高位于电池组中心位置电池的散热性能,平衡由于位置不同引起的温度不均匀性;液冷板内的冷却液采用双向可逆循环方式比仅有自然对流条件下的电池组表面最高温度降低了17.8℃;研究提出的液冷板结构中,冷却液入口温度主要影响电池组表面的最高温度,而可逆循环的转向时间主要影响电池组的温度均匀性。

变温热源内可逆Braysson循环性能分析与优化

用有限时间热力学理论建立了变温热源内可逆Braysson循环模型,导出了功率和效率的数学表达式,分析了循环参数对二者的影响,并通过优化热导率分配和热容率匹配来进一步优化循环功率和效率。结果表明:优化高、低温侧换热器热导率分配过程中,存在一个最佳工质对数温比,使得效率达到最大值;存在一组最佳热导率分配和最佳工质对数温比,使得功率和效率达到双重最大值;优化工质与热源间热容率匹配过程中,存在一组最佳热容率匹配、最佳工质对数温比和最佳热导率分配,使得功率达到三重最大值。因此通过同时优化热导率分配和热容率匹配得到的循环性能更接近实际情况,且此时循环功率存在三重最大值。研究成果可为Braysson循环的相关研究提供一定的参考。

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。

不可逆量子矩形循环的功率、效率和有效功率分析与优化

应用有限时间热力学理论建立不可逆量子矩形循环模型,循环工质为无数个囚禁于一维无限深势阱中的极端相对论粒子。该循环由两个等势阱力过程、两个等势阱宽度过程组成,考虑工质与热源间的传热和高低温热源之间的热漏损失,导出循环的无量纲功率、热效率和有效功率的表达式,研究其最优性能。结果表明:无量纲功率与热效率的关系曲线呈扭叶形;量子矩形循环的最优工作区间处于最大功率和最高效率之间;随着热漏系数增大,热机的最优设计区间缩小;有效功率与热效率的关系曲线也呈扭叶形;热机在最大有效功率工作点的效率大于在最大功率工作点的效率。

可逆简单空气制冷循环品质因子优化

本文利用经典热力学理论,以可逆简单空气制冷循环为研究对象,借用有限时间热力学提出的品质因子作为优化目标,通过理论分析和数值计算,推导出了品质因子与影响参数间的解析式.通过优化压比给出了制冷循环的最优性能,分析了循环温比对制冷循环最优性能的影响.结果表明,选用品质因子作为优化目标进行性能优化,存在最佳压比使得品质因子取得最大值,而且优化结果保证了制冷率和制冷系数之间的协调,是一种较优的折衷方案.

εR最大时内可逆简单空气制冷循环的ε和R

利用有限时间热力学理论,以内可逆简单空气(Brayton)制冷循环为研究对象,选用品质因子(制冷率R与制冷系数ε之积Ω)作为优化目标,通过理论分析和数值计算,推导Ω与影响参数间的解析式。在高、低温侧换热器总量一定的条件下,对热导率的分配和压比的选择进行优化,给出制冷循环的最优性能。对相同参数下的最大Ω和最大R性能进行比较,分析循环温比、其他参数对制冷循环最优性能的影响。结果显示:将Ω作为优化目标,热导率分配和压比作为优化变量时,优化结果保证了制冷率和制冷系数之间的协调,是较优的折中方案。

空气标准等温加热修正Brayton循环:(2)多目标优化

基于第1部分对循环功率和效率特性的研究,进一步以效率、生态学函数、功率和功率密度为优化目标,以压缩比为优化变量,利用NSGA-Ⅱ算法对内可逆空气标准等温加热修正Brayton循环进行不同目标组合的单、双、三和四目标优化,并利用偏差指数对3种决策方式的优化结果进行分析对比,从而寻找最优解集。结果表明三目标优化中偏差指数最小,为0.129 2。故多目标优化能更有效地找到最优解集。研究成果可为Brayton热机循环的优化设计提供一定参考。

传热和内不可逆性对太阳能热机循环性能的影响

本文建立太阳能热机系统的一般循环模型，探讨传热和内不可逆性因素对其循环性能的影响；在不同的热传递规律下优化系统的各主要性能参数，对系统的效率、集热器的工作温度和热机中高、低温热交换器的传热面积比作了较深入的分析，从而获得一些有意义的新结论。

不可逆卡诺循环

本文在内可逆卡诺循环理论的基础上，讨论和介绍不可逆卡诺循环的理论．并以两个实例来阐明不可逆卡诺循环与内可逆循环的主要差别，以及建立不可逆卡诺循环理论的重要意义．同时还讨论了不可逆卡诺循环的等效内可逆卡诺循环和等效可逆卡诺循环．最后指出目前一些文献中对不可逆卡诺循环的讨论所存在的一些问题．

变温热源不可逆布雷顿制冷循环制冷率和制冷系数优化

用有限时间热力学方法分析变温热源不可逆简单布雷顿制冷循环的特性,分别以制冷率和制冷系数为优化目标,优化了循环中换热器的热导分配以及工质和热源间的热容率匹配,并采用数值计算分析了压比、换热器总热导、压缩机和膨胀机效率、工质热容率等参数对最优制冷率和制冷系数的影响特点。所得结果对工程制冷系统设计有一定的指导意义。

热阻、热漏和内不可逆性对两级吸收式制冷循环性能的影响

建立考虑工质与外部热源间的传热损失、内不可逆性损失及外部热源热漏损失的不可逆两级吸收式制冷循环模型,给出制冷系数和制冷率的一般关系。在6个换热器总热导率一定时,对循环性能进行优化,导出循环制冷率和制冷系数的基本优化关系,并得到制冷率和制冷系数的极值。通过数值算例,分析热阻、热漏和内不可逆性损失对循环性能的影响规律。

恒温热源不可逆闭式中冷回热燃气轮机循环的功率和效率

用有限时间热力学方法首次研究了恒温热源条件下不可逆闭式中冷回热燃气轮机循环的功率、效率以及中间压比特性,导出了无因次功率及效率的解析式。通过数值计算方法,分析了中冷度、回热度对循环最优功率、最优效率及其对应的中间压比分配的影响。

高可逆比容量锡负极循环性能的改善

为了改善锂离子蓄电池中高比容量锡负极的循环性能 ,采用多孔结构、高比表面积的多孔碳材料为载体制备得到Sn/PC复合材料。电化学测试表明 :用该类复合材料制备的电极表现出良好的锂嵌脱能力 ,循环性能比锡类电极有显著提高 ,其循环性能和可逆比容量与复合电极中锡的含量密切相关。第二次循环后复合电极充放电效率接近 10 0 % ,具备较好的充放电倍率特性和较低的嵌、脱锂电位。制备出的复合材料能防止锡嵌、脱锂过程产生的严重体积效应 ,从而提高电极循环性能 。

不确定可逆规划的强循环规划解

动作的执行在理想情况下是确定的,但现实生活中常常因为意外情况的发生而造成了不确定性,并产生不利影响.针对这种情况,建立了一种新的不确定规划模型,在不确定规划中增加了两个约束:1)所有动作的执行是可逆的;2)若一个状态在理想情况下不能达到目标,那么它不能企图在执行一个动作时发生意外而接近或达到目标.在该模型下设计了求解强循环规划的算法,首先只考虑所有动作的执行是在理想情况下发生的,这时可以将规划子图转换为规划子树并求出规划子树中每个状态的可达性;接下来考虑所有动作执行意外的情况,若动作被意外执行之后不能到达目标状态,则删除这个动作并更新规划子图和规划子树,最后通过遍历规划子图和规划子树求强循环规划解.考虑到有些意外的发生并不可预知,该算法能够在意外发生时只对部分失效的规划解进行更新而不需要重新求规划解.实验结果证明该算法能够快速地更新规划解且与问题的规模大小无关.

不可逆简单空气制冷循环制冷率密度优化

以制冷率密度为热力学优化目标 ,分析了不可逆简单空气制冷循环的性能 ,导出了制冷率密度性能系数解析关系式 ,并由数值计算分析了压比。

传热不可逆及对有机朗肯循环影响热力学分析

提出建立传热匹配度与传热不可逆度,并结合生态学函数对有机朗肯循环进行分析。基于模拟有机朗肯循环的梯形循环,建立循环性能(净功、热效率、■效率和生态学函数)与传热不可逆性(不可逆度与传热匹配度)之间的数学关系,研究传热不可逆对循环性能的影响。结果表明:基于工质热源转折温度,无极值循环的循环性能高于有极值循环。生态学函数综合反映了系统的循环性能与不可逆损失的输出净效益,可作为评价、选择热力循环、工质筛选及合理运行工况的新方法、指标。

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。