燃气轮机循环有限时间热力学分析:理论和应用

在简要回顾有限时间热力学理论的发展历史并分析其发展趋势的基础上 。

燃气轮机循环有限时间热力学研究新进展

在概述有限时间热力学理论产生和发展的基础上,着重介绍了运用该理论对闭、开式燃气轮机简单和复杂循环以及燃气轮机热电和热电冷联产循环性能进行热力学分析和优化的最新研究进展。指出了由于有限时间热力学理论进一步充分考虑了实际装置中的不可逆性,因此得到的循环最优性能是综合最佳的,同时也发现了一些与经典热力学理论研究不同的新结果。

恒温热源实际闭式燃气轮机回热循环性能的有限时间热力学分析

用有限时间热力学方法分析实际循环性能，计入工质与高、低温热源间换热器和回热器的热阻损失，压气机、涡轮机中的不可逆压缩、膨胀损失和管路系统中的压力损失，导出恒温热源实际闭式燃气轮机回热循环的功率输出和热效率与循环压比间的解析式。优化换热器和回热器间的热导率或传热面积分配可得循环最优特性。给出了详细的数值算例，分析了回热器、换热器的有效度，压气机、涡轮机内效率，压力恢复系数和高、低温热源温比对循环功率和效率的影响。有关结果具有工程实用意义，并有助于建立不可逆热机理论模型。

水冷多联管热管系统的有限时间热力学分析与优化

采用有限时间热力学、㶲方法分析了水冷多联热管系统(MSHPS)。计算结果表明,IT服务器应该集中安排在1.3m以下的位置。CDU在6s的时间内具有约74J的传热量。最佳流量时CDU的速率为0.82kg/s。计算了免费冷却时间,部分免费冷却时间。并分析了中国主要城市的节能潜力从61%到25%。研究结果对其他管网系统实际应用具有重要意义。

空气源热泵热水机组全年能效的有限时间热力学分析

目前空气源热泵热水机组运用广泛,且已形成了相关国家标准。但是机组能效比受室外气象条件的影响较大,并且热水需求量通常还会随季节和用户用水习惯而有所差别。传统方式均为利用经典的热力学分析方法对系统进行分析和能效评价,但是经典的热力学分析方法为准静态的过程,不能反映能效等随时间的变化过程。仅仅用名义工况下的机组运行能效比,难以准确客观地反映其实际节能效果。本文主要针对空气源热泵热水机组分布较为典型的4个城市,结合地区气象条件及用户实际应用情况,引入有限时间热力学分析方法,并提出了连续的能效评价积分模型。然后以全年综合运行工况来对空气源热泵热水机组的实际能效进行评定,确定更合理的评价标准。分析结果表明,采用全年综合运行逐时工况作为参照工况点对空气源热泵热水机组进行综合能效评定,精度更高,更加符合系统实际运行情况。

能量系统有限时间热力学的现状和展望

本文从以下几个方面介绍了能量系统(含热机、制冷机、热泵等热力机械和其他有关一般热力过程、化学反应过程)有限时间热力学的研究现状:牛顿定律热力系统的研究;热阻和其他不可逆损失模型影响的研究;有限热容热源和外部泵入热流型热源影响的研究;热力机械设计和评估中的应用研究。

热源间定常态能量转换热机有限时间热力学分析和评估

本文从最常见的热源间热机装置简化出热源间以工质定常流动实现定常能量转换的热机模型,沿用γ、π、(?)等概念,并以工质吸、放热的传热面积之和定义了适合于该物理模型的“功率密度ω”概念,导出了η_0-ω谱函数及最小传热面积原理,揭示了上述热机内在的基本流、阻、势关系。所得结论比活塞机模型更有工程实用价值。文中以查得的实际工程资料与设计方案对本文结论提供了旁证。针对蒸汽动力装置的实际过程提出了兼顾输出功率与热效率用有限时间热力学方法选择和评估实际动力装置,与热工参数最优化结果相比,效果令人满意。

有限时间热力学理论和应用的发展现状

回顾了有限时间热力学的发展史，从物理学和工程学两个角度全面评述了其理论和应用研究发展现状，重点介绍了有限时间和／或有限尺寸约束条件下热力过程和装置的性能优化问题，指出了广义热力学优化将是其发展方向。

热机有限时间热力学:理论和应用

本文从以下几个方面介绍了热机有限时间热力学的研究现状:牛顿定律系统的研究,热阻和其它不可逆损失模型的影响,有限热容热源的影响,外部加热速率的影响,以及热机设计和评估中的应用。

变温热源制冷系统有限时间热力学分析

一、前言 有限时间热力学研究大都假定热源热容为无限大。也有学者研究有限热容热源和外部加热的影响。但关于实际制冷循环的研究还不多,文[3]和[4]从不同角度导出了基本优化公式,如最佳制冷系数与制冷率间的关系。 作者提出性能面积比ε/A为目标函数,并探讨该参数对实际制冷系统设计的指导意义。

一类不可逆热泵的有限时间热力学性能

一类不可逆热泵的有限时间热力学性能孙丰瑞，陈林根，龚建政，陈文振，赖锡棉（海军工程学院基础部，三系武汉４３００３３）关键词：有限时间热力学，热泵，导热规律。ＦＩＮＩＴＥＴＩＭＥＴＨＥＲＭＯＤＹＮＡＭＩＣＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＯＦＡＣＬＡＳＳＯＦＩＲＲ...

有限时间热力学研究的一些进展

介绍近年来在不可逆热机理论、回热式燃气轮机循环分析、类热机装置分析和广义热力学优化理论研究中的一些进展 ,并简要阐述其发展方向 .

极端相对论粒子量子卡诺热机热力学优化

以一维无限深势阱中的极端相对论粒子为工质,建立量子卡诺热机循环模型,导出循环的功率、效率、有效功率等性能参数的表达式,研究热漏系数等参数对循环性能的影响。结果表明:热漏系数对效率有较大影响,工质温比对无量纲功率、有效功率均有较大影响,粒子处于第一激发态能级的概率对功率和效率都有明显影响;有效功率是功率和效率的最佳折中。

蒸汽压缩式热泵的有限时间热力学分析及优化

基于有限时间热力学理论,在保持无因次制热率RQ为定值的条件下,建立了使得无因次熵产率σs最小的最佳温差分布模型,并分析了热泵机组中用无量纲参数表征的冷热端传热温差x、y,外界高低温热源温差α和冷热端传热性能比β对系统性能的影响.结果表明:在不增加传热温差所造成的不可损失的前提下,可采用增加β的方法来提高制热率,如增大冷凝器面积或传热系数;在冷凝器与蒸发器传热性能及制热率确定的情况下,为减小不可逆损失应提高高温热源温度.

关于CA效率、不可逆热机和有限时间热力学发展

著名的Curzon-Ahlborn效率η_(CA)是由El-Wakil于1962年最先导出的,不可逆热机的概念也是El-Wakil最早建立的,有限时间热力学正在由物理学向工程学发展,并将使工程热力学产生巨大变革。

有限时间热力学理论的特征及发展中几个重要标志

有限时间热力学是经典热力学的延伸和推广 ,是现代热力学理论的一个新分支 .主要研究非平衡系统在有限时间中能流和熵流的规律 .它既不同于 2 0世纪 30年代建立起来的不可逆热力学 ,又不同于工程热力学 ,有它自己鲜明的理论特征 .现已广泛地应用于物理、化学和工程热物理等许多学科领域 ,建立了一系列相应的新理论 .在有限时间热力学的发展过程中 ,内可逆卡诺循环模型、最大功率输出时的效率、基本优化关系、内可逆循环统一理论、不可逆循环理论等方面的研究起到了极其重要的作用 .文中还结合相关的问题简述我们组在有限时间热力学研究中所做的部分工作和特色 .

直接冷却高温超导电流引线的有限时间热力学分析

用有限时间热力学最小熵产率的方法对连续冷却电流引线进行优化 ,比较高温超导电流引线连续冷却和冷端冷却两种直接冷却方式。优化后的连续冷却电流引线上热流量随温度的降低而减小 ,温度在高温段变化较快 ,熵产率小。冷端冷却时在整个引线上热流量分布相同 ,温度在低温端变化较明显 ,熵产率较大。优化后的连续冷却方式比冷端冷却方式合理。

核动力蒸汽装置性能分析和优化的三种有限时间热力学方法

提出了三种分析实际动力装置性能的有限时间热力学方法：一是基于克氏微循环的功率、效率全息谱，将实际循环采用克氏分割法进行分析、优化；二是直接导出变温热源循环的总体特征参数，建立全息谱进行分析、优化；三是考虑实际循环工质性质寻找工质最佳工作温度，代替前两种方法中的理论最佳值．其中方法一、二均基于卡诺循环得到理论结果并作修正后加以应用，理论结果本身就为最佳点．本文用这三种方法对实际核动力一回路蒸汽轮机循环进行了分析和优化。

传热传质过程和设备的有限时间热力学优化

阐明了有限时间热力学优化对传热传质过程和设备的重要意义,从物理学和工程学两个角度综述了传热传质过程和设备的热力学优化研究现状。从优化方法(数值优化和最优控制理论)、优化目标(最小熵产生、最小平均耗热(功)量、最大生产率、最大效率)、优化结果等几个方面重点介绍了蒸馏与分离过程理论循环和工程循环、化学反应器的性能优化问题,探讨了传热传质过程和设备热力学优化的发展趋势,指出了具有完全可控换热器、序接换热器以及综合了热机的换热器网络的非绝热蒸馏是近期非绝热蒸馏热力学优化研究的主要发展方向。

两级热电制冷机的有限时间热力学分析

建立了考虑外部传热影响的两级半导体热电制冷机模型 ,用有限时间热力学对牛顿传热规律下两级半导体热电制冷机的性能进行分析 ,导出了制冷率、制冷系数与工作电流的一般关系式 ,得到了两侧换热器的最优面积分配和热电单元数的最优分配 ,并分析了多种因素对其性能的影响。