不可逆中冷回热布雷顿循环功率密度优化

用有限时间热力学的方法,在给定总热导率的情况下,以功率密度为目标,通过数值计算,对恒温热源条件下不可逆中冷回热布雷顿循环高、低温侧换热器的热导率分配和中间压比进行了优化,分析了不可逆性对循环功率密度特性的影响。

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。

不可逆热机的最大输出功率

不可逆热机的最大输出功率解文方（基础部）按照经典热力学，工作在ＴＨ和ＴＬ二热源间的一切热机所能达到的效率界限为卡诺效率实际热机要达到这个理论上的效率极限，循环必须是可逆的，要求循环等温过程无限缓慢地进行，循环的输出功率为零．任何一台实用热机，都要求一...

空间动力装置用内可逆Brayton循环功率优化

应用有限时间热力学理论,建立了空间动力装置用内可逆闭式Brayton循环模型,导出了功率和热效率的表达式。采用数值计算的方法,首先在给定高温侧和中间侧换热器有效度的情况下,分析了循环各参数对功率最优性能的影响;然后在给定整个装置3个换热器的总热导率情况下,将功率作为优化目标,对换热器热导率分配进行了优化,得到了循环的最大功率,进一步优化低温热源温度,得到了二次功率最大值,分析了循环各参数对最大功率最优性能的影响。结果表明:存在一个最佳的低温热源温度和一对最佳的热导率分配,使二次功率达到最大;随着高温热源温度的增加,最大二次功率对应的最佳低温热源和最佳热导率增加;随着空间环境温度的减小和换热器总热导率的增加,最大二次功率对应的最佳低温热源和最佳热导率都减少。所得结果对实际空间动力装置的设计优化有一定指导作用。

不同老化状态三元锂离子动力电池热特性

为认知电池在老化过程中的产热特性,研究了不同健康状态的18650型三元锂离子电池多个测试条件下的电池产热过程和温升情况,分析了各状态下不同放电深度(DOD)时电池直流内阻和熵变系数,计算了电池可逆与不可逆产热功率,总结了不同老化状态电池放电产热中热量构成。结果表明放电过程中产生的热量主要是不可逆热量。随电池老化程度增加,不可逆产热量增大。各状态下可逆产热均在50%DOD时达到最大。随着老化程度加深,直流内阻增加,大倍率放电时产热增加明显,低温放电性能变差。

电动汽车用锂离子电池生热速率模型

首先在考虑锂离子电池极片中反应电流密度、活性物质浓度等参数空间差异的前提下,建立了电池热生成速率的数学模型。然后基于模型对锂离子电池在不同充放电电流和荷电状态(SOC)下的生热速率进行了仿真。结果表明:可逆热与非可逆热的生成速率均随充放电电流的增大而增大;SOC的变化主要影响可逆热的生成速率,对非可逆热的生成速率则无显著影响;锂离子电池在相同SOC和电流下进行充放电时,非可逆热的生成速率基本相等且均表现为放热,可逆热的生成速率也基本相同但分别表现为吸热和放热。最后在Arbin台架上测量了锂离子电池以不同电流进行恒流充电、恒流放电和循环交替充放电时电池温度的瞬变过程,并与相应工况下电池温度的仿真结果进行了对比。结果表明:所建立的生热速率模型能合理模拟锂离子电池温度的动态变化;锂离子电池持续进行充放电时可逆热对电池的温度变化有较大影响,尤其在电池充放电电流较小时更为明显,但锂离子电池在某一SOC附近交替充放电时可逆热对电池的温度变化则无明显影响。

变温热源Lenoir循环功率和效率优化

应用有限时间热力学理论,建立了内可逆变温热源定常流Lenoir热机模型,导出了其功率P和热效率η。通过数值计算,得到了P和η与换热器的热导率分配u_(L)和工质与热源间的热容率匹配C_(wf1)/C_(H)之间的关系。结果表明:当高温侧换热器热导率U_(H)、低温侧换热器热导率u_(L)给定时,P-η为一个“点”;当u_(L)可优化时,P-u_(L)和η-u_(L)呈类抛物线型变化,即存在热导率分配最优值u L P(opt)、u L_(η(opt)),使循环达到最大功率点P_(max)和最大效率点ηmax;随着C_(wf1)/C_(H)的增大,P_(max)-C_(wf1)/C_(H)呈类抛物线型变化,即存在热容率匹配最优值C_(wf1)/C_(H)_(opt),使循环达到二次功率最大值(P_(max))_(max)。

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。

人类机体中糖有氧氧化生物能功率的初步探讨

在热力学中我们了解到,于可逆过程中热量Q这个过程函数是有极限值的。因而在可逆过程中,热温商Q/T也是有其确定值。这个可以变化的确定值导出一个新的函数称之为熵,即: △S=Q/T根据热力学第一定律有δQ=d∪+δW,对于理想气体的可逆过程: