生存发展价值的内涵及其变动趋势分析

价值蕴涵于社会主体生存发展与事物关系之中,在价值基数基础上与生存发展需求量成正比,与供给量成反比。西方经济学的需求定律不能解释生存发展需求商品的价值,必须从生存发展需求定律和效率定律出发,把握价值变动的趋势。

太阳烟囱发电系统及其固有的热力学不完善性分析

简述了太阳烟囱发电系统的工作原理,指出根据浮力产生的压强差的不同计算方法将得到不同的性能评价。基于这种发电系统的创始人Schliach给出的一个30MW的算例,计算了太阳集热棚和烟囱组合的第一定律效率及集热棚和烟囱各自的第二定律效率。说明太阳烟囱发电技术实质上是太阳热发电,受热力学定律的制约。虽然太阳集热棚的效率相当高,但其第二定律效极低,比第一定律效率低一个量级。由于作为热发电系统热源的热空气的温度很低,这就导致了即使在理想的条件下系统的发电效率也较难大于1%。

PV／T电、热联产系统在理想条件下的性能简化分析

对PV／T电、热联产系统的输出性能作了简化分析,对不带玻璃盖板和带玻璃盖板的PV／T系统在一般风速(2m／s)和较大风速(5m／s)两种情况下的输出性能进行了比较。分析表明,虽然不带玻璃盖板的PV／T系统的光伏转换效率要比带玻璃盖板系统的高出10％左右,但对风速为5m／s的情况,其热能输出已微乎其微。分析结果还表明,在两种风速条件下,带玻璃盖板的PV／T系统的可用能(Exergy)转换效率ηΣ,2nd均高于不带玻璃盖板的PV／T系统。

考虑压降的开式布雷顿CHP装置性能优化

考虑工质在流动过程中的压降不可逆性,建立开式简单布雷顿热电联产装置的有限时间热力学模型。以可用能率、火用输出率、利润率、第一定律效率和火用效率为目标研究装置的性能。通过Matlab数值计算,在无燃料消耗和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优可用能率、火用输出率和利润率,进一步优化压比,得到了最大火用输出率和利润率;在有约束条件下,优化压气机进口相对压降,得到了最优第一定律效率和火用效率,同时得到了各部件最佳的流通面积分配,进一步优化压比,得到了最大第一定律效率和火用效率。研究设计参数对装置最优性能的影响,发现分别存在最佳的供热温度使火用输出率、利润率和火用效率取得双重最大值。通过比较发现按最大火用输出率设计能使装置具有较大的可用能率和较低的压比,按最大利润率设计能使装置具有较大的第一定律效率和火用效率以及较低的燃料和空气消耗。

开式回热燃气轮机热电冷联产装置性能优化

建立了考虑压降的开式回热燃气轮机热电冷联产装置的有限时间热力学模型,导出了各个部件的相对压降和各个热流率与压气机进口相对压降的关系式,以第一定律效率、炯输出率、炯效率和利润率为目标,在无燃料消耗和装置尺寸约束下,通过数值计算发现分别存在最佳的压气机进口相对压降使炯输出率和利润率取得最优值,进一步优化压比,得到了最大炯输出率和利润率,分别存在最佳的供热温度使最大炯输出率和利润率取得双重最大值,以利润率为设计目标能够减小装置的尺寸。在燃料消耗和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优效率,同时各部件流通面积分配也得到了优化。回热能够增大装置的利润率和效率。

有机朗肯循环中工质泵对系统性能的影响

针对有机朗肯循环中工质泵耗功对系统效率影响较大的问题,本文以R245fa为工质的发电系统为例,对在不同的工质泵效率下,是否考虑泵耗功时,系统性能随工况的变化进行分析计算。结果表明,是否考虑泵耗功对系统的第一定律效率有较大的影响,并且这一影响会随着膨胀机效率和工质泵效率的降低而更加明显;蒸发温度的升高同样会增大工质泵对第一定律效率的影响,而冷凝温度的变化则几乎不会引起工质泵对第一定律效率的影响。在蒸发温度为99℃、冷凝温度为35℃、膨胀机效率为0.7、泵效率为0.3的ORC系统中,不考虑泵耗功的系统第一定律效率为9.6%,考虑泵耗功的系统第一定律效率为8.5%,工质泵的耗功占膨胀机输出功的比例为12.5%。

工业余热回收有机朗肯循环工质优选

工业流程中存在大量低于150℃的余热资源,采用这些余热资源驱动有机朗肯循环发电,可以有效地实现节能减排。为了对不同有机朗肯循环工质在工业余热应用过程中的特性进行研究,本文建立有机朗肯循环的性能分析模型,并选取6种工质,利用工程方程解答器(EES)软件分别在不同热源温度与冷源温度条件下,对其发电量、热力学第一定律效率和第二定律效率进行分析与比较。结果表明,不同工质的性能均随着热源温度的上升得到不同程度的提高,并随着冷源温度的上升而下降。在输出功、热力学第一定律效率以及第二定律效率3个方面,R600均表现出最佳特性。

转炉煤气驱动开式燃气轮机CCHP装置FTT建模与优化

炼钢转炉余能余热主要包括转炉烟气的显热和转炉煤气的潜热以及转炉渣的显热,合理回收利用转炉余能余热是实现转炉负能炼钢的关键。建立了转炉煤气驱动的开式燃气轮机热电冷联产(CCHP)装置有限时间热力学(FTT)模型。以装置总可用能率和第一定律效率为目标,在无煤气质量流率和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降和压比,得到了最大总可用能率和相应的煤气质量流率;在煤气质量流率和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优效率,同时联产装置各部件的面积分配也得到了优化。分析了煤气显热利用、放散率、循环总温比、发生器工质温度和供热温度等参数对装置最优性能的影响。

不可逆回热布雷顿CCHP装置FTT建模

应用有限时间热力学理论和方法(finite time thermodynamics,FTT)建立了闭式不可逆回热布雷顿热电冷联产(combined cooling heat and power,CCHP)装置模型,导出了装置无量纲可用能率、火用输出率、利润率、第一定律效率和火用效率的解析式。通过数值计算得到了各个性能指标与压比的关系,优化了压比。分析了设计参数对最优性能的影响,发现回热能够显著增大第一定律效率和火用效率;增大压气机和透平效率、压力恢复系数能够增大5个性能指标,但前者使相应压比增大,后者使相应压比减小;增大热电比能够显著增大可用能率和第一定律效率;分别存在最佳的供热温度使5个最优性能指标取得最大值;提高冷库温度能增大可用能率和第一定律效率,但会降低火用输出率、火用效率和利润率;通过各个最优性能之间的相互比较发现在实际设计中要选择折衷的方案使装置同时具有较好的热力学性能和经济性能。

热力学碳泵循环构建:以变温吸附碳捕集为例

制约碳捕集技术实用化的重要瓶颈在于捕集能耗过高,而热力学是能源系统效能分析的有力工具。基于将热力学研究方法应用到碳捕集技术效能分析的思想,本文以变温吸附碳捕集为例,按照"物性-过程-冷热源-循环"顺序,完成热力学碳泵循环(TCPC)的构建,进而考察循环参数对总能耗和第二定律效率的影响。结果显示;循环能耗主要受循环温度、吸附剂和吸附相等影响,吸附相显热大约占循环总能耗的2%;第二定律效率区间为13.91%~21.21%,具有较高节能潜力;TCPC作为一种基于热力学思想的"量化规尺",可对碳捕集技术展开效能分析,进而对影响循环总能耗的主要因素进行归纳,并可通过第二定律效率对技术成熟度进行判断,有效挖掘碳捕集技术的节能潜力。

关于吸收式碳捕集热力学机制的探索

热再生吸收式碳捕集的传统认识难以揭示其热力学机制,一种新的认识是"热-化学能"转换中存在中间能量形式。本文从热力学碳泵概念出发,对吸收式碳捕集理想系统进行了解耦,其可视为"热机-碳泵"的热力学组合,探索了极限效率的表达,并采用第二定律效率作为评价参数对已有中试试验系统进行了性能水平探索。结果表明,理想循环性能系数仅取决于热源汇温度、碳源汇浓度;中试系统第二定律效率普遍低于20%。本文探索了热驱动的吸收式碳捕集热力学机制,为新型吸收剂设计提供了新思路。