线性唯象传热定律下热驱动分离过程最优性能

考虑传热和传质过程分别服从线性不可逆热力学中的线性唯象传热定律和线性传质定律,研究了热驱动分离过程的最小耗热量和最大生产率。得到了线性唯象传热定律下给定功率输出时的内可逆热机最大效率的解析解,导出了热驱动分离过程的最小耗热量和最大生产率的解析解,并将两种不同传热规律下的优化结果进行了比较,结果表明传热规律影响热驱动分离过程最优性能。本文的研究结果可用于估算热驱动分离过程的能量需求,对实际分离过程最优设计与运行具有一定指导意义。

线性唯象传热规律下热驱动二元分离过程的最小平均耗热量

假设热源温度随时间和空间变化,将热驱动分离过程当作工作于高、低温热源之间并产生焓流和能量流的热机来研究,分析了线性唯象传热规律(q∝Δ(T-1))下热驱动二元分离过程的最优性能问题.应用数值方法求解凸优化问题,应用拉格朗日函数求解平均最优控制问题,引入无量纲熵产率系数和无量纲焓流率系数表示分离体系物性及不同分离要求等对分离过程性能有较大影响的因素,得到了热驱动二元分离过程的无量纲最小平均熵产率和无量纲最小平均耗热量,并与牛顿传热规律(q∝Δ(T))下的结果进行了比较.