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。

电子设备热电散热器的节能优化研究

{针对环境温度对热电散热器性能影响很大的特点,对采用热电制冷系统冷却的户外电子设备散热器进行了数值模拟研究,并得出了用于设计户外电子设备热电散热器的冷热端最优热导分配比.模拟结果表明：当室外月平均气温为0~40℃时,散热器最优热导分配比为0.42~0.54;系统散热器的总热导值从30W·m/K增至50W·m/K,单片热电制冷片所承担的冷负荷从20W增至30W的情况对散热器的最优热导分配比取值影响很小.

高炉余能余热驱动内可逆回热布雷顿循环热电冷联产装置的最优_性能

应用有限时间热力学理论和方法建立了高炉余能余热驱动恒温热源内可逆闭式回热布雷顿循环热电冷联产装置模型,导出了装置无量纲输出率和效率的解析式。在总热导率一定的条件下,通过数值计算对高、低温侧换热器、热用户侧换热器、回热器、吸收式制冷机发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器的热导率分配以及布雷顿热机的压比进行了优化,得到了装置最优的输出率和效率。研究了热电比、冷库温度、供热温度等设计参数对最优性能的影响。

一般传热规律下广义不可逆卡诺热机的构形优化

在广义不可逆卡诺热机模型基础上 ,结合一般传热规律 ,得到了在有限结构材料条件下的热机构形优化特性 ,即最佳热导率的定量分配新的关系式。分析了内不可逆性和传热规律等因素对热机构形优化特性的影响 ,发现已有文献的结论是本文所得关系式的特例 。

不可逆四热源吸收式制冷机的最优性能

为从热力学角度获得吸收式制冷机更为有用的性能上界,建立其四热源循环模型.该模型将吸收式制冷机视为一个由不可逆卡诺热机驱动的不可逆卡诺制冷机的联合循环系统,考虑热阻及工质内部耗散的不可逆性.运用优化理论,推导出:制冷量与性能系数间的基本优化关系;总热导率在各换热器间的最优分配关系;最大制冷量及相应性能系数的一般表达式.与三热源制冷循环模型相比,四热源制冷循环模型更接近于实际的吸收式制冷机.

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)。

基于[火积]耗散原理的中介水热容量优化研究

基于[火积]耗散优化原理,以换热器组的[火积]耗散最小为优化目标,对具有相变的换热器组的中介流体的热容量进行优化研究.算例显示相对换热量随中介水热容量和热导率分配比的增加而先增大后减小,存在换热量极大值;同时当量热阻随中介水热容量和热导率分配比的增加而先减小后增大,存在当量热阻极小值,极值点所对应的热容量和热导率分配为最佳结果.

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。

内可逆空气制冷机制冷率密度分析与优化

以制冷率密度作为热力性能目标 ,对内可逆空气制冷机进行分析与优化 ,得到了不同于以制冷率为目标的优化结果 。

包含多变过程的内可逆Lenoir循环性能分析与优化

应用有限时间热力学理论分析包含多变过程的内可逆Lenoir循环,分别讨论给定换热器热导率和换热器热导率分配变化两种情况。在给定换热器热导率时,在功率效率关系图上退化为一个点。在换热器热导率分配变化时,得出循环功率和效率与热导率分配的特性关系以及最大功率和最佳热导率分配与多变指数的特性关系,对Lenoir热机的设计与优化有一定的理论指导作用。

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。