考虑环境的能量转换系统环境(火用)经济建模与优化

按照能量转换系统中(火用)流及废物流变化特征,提出了增设废物处理子系统进行系统排放废物的达标处理,并将整个系统划分为能量转换主子系统及废物治理附属子系统.给出了两个子系统各自的同时考虑热力学、经济学、环境三个目标的环境(火用)经济优化目标及相应的约束条件;提出了能量转换系统的环境(火用)经济分解协调优化策略,在子系统分别优化的基础上协调,达到系统全局的优化.     

基于(火用)概念的能量系统环境效应评价和建模

基于环境是稀缺资源,提出环境效应的(火用)评价策略及其废物(火用)费用估算方法,引入了环境损害因子、环境污染率及环境损害函数的概念。按照能量转换、能量回收子系统系统的(火用)流变化与环境污染特征,建立了能量系统环境(火用)经济三子系统分析优化模型,并分别给出了各子系统环境(火用)经济优化的目标函数。     

土壤源热泵系统的火用成本分析

在对火用分析与经济学原理研究的基础上,利用火用成本分析方法,建立了土壤源热泵系统的(火用) 成本分析模型.以实际的建筑空调系统为背景,运用所建火用成本分析模型与能量成本分析方法,对土壤源热泵系统与风冷热泵系统进行了对比分析计算,并以空气源热泵为基础对土壤源热泵进行了敏感性分析.对土壤源热泵的实际应用具有指导意义.     

物质系统的和的统一表达式

文献[1]指出,在物质流的能量方程中,pv这一项不是物质所携有的一种能量(流动能),而是克服压力所作的流动功.但是现有的物质系统的(火用)和(火无)的计算公式(例如文献[2])中,仍然将pv这一项视为物质流所携有的一种能量.文献[3]得到了一个(火用)和(火无)的统一公式.但是文献[3]将pv这一项视为环境功l_am.还有,文献[3]的(火无)的统一公式中不包括u_am,这也是不合理的.     

确定多联产能量系统产品火用成本的能质因数法

根据"优质优价"原则,提出多联产能量系统产品的单位火用成本Ui与该产品火用的"能质因数"λi的关系为Ui=λieλi;改进完善了多联产能量系统产品的单位火用成本分析的矩阵模式。通过实例计算得到了多联产能量系统产品电、热的单位火用成本,与单产电、单产热的单位火用成本对比,与产品等价分配得到的单位火用成本对比,发现根据"能质因数"确定产品的单位火用成本较为合适。     

变比热容介质中的非傅立叶瞬态导热

基于导热过程中(火积)的概念,建立了(火积)平衡方程.结果表明:当导热介质的比热容为常数时,(火积)平衡方程和能量守恒方程联立可以得到傅立叶导热定律;当导热介质的比热容随温度变化时,在瞬态导热情况下傅立叶定律失效,表现出明显的非傅立叶效应.用数值模拟定量地研究了非傅立叶效应对于变比热容介质瞬态导热过程的影响.     

基于网络热力学的热力系统能量流描述

网络热力学起源于热力系统分析,但其广泛应用却是在生命系统等非热系统领域,这是因为网络热力学方法需要从能量的角度分析系统,而热力系统中的热量在输运过程中具有物质属性,因此必须有新的能量形式。若将热量视作"流",而将温度视为"力",那么流与力的乘积就为(火积)流。(火积)具有能量的内涵,(火积)流就可以被视为热力系统的能量流。并且,在能量输运过程中,其他形式的能量如功量也可以视为一种物质。由此,在(火积)流的统一视角下,各种形式的能量在网络中便可得到有机结合。分析结果表明,对于换热系统以及热力系统,基于网络热力学的能量流法也可以表达系统的物理本质。在(火积)流的视角下,能量流键图可以很好地反映热力系统的拓扑结构。例如对于热机-热泵供热联合循环,热机与热泵之间的功量交换过程即使是可逆过程,也会存在(火积)的损失或产生,这从能量流键图中可以被直观地刻画出来。     

土壤源热泵系统冷凝热回收的优化研究

文中提出了一种土壤源热泵冷凝热回收系统,能够减少冬夏两季土壤源热泵系统从土壤冷热源排放吸收热量不均对土壤温度场所造成的影响,并结合火用平衡方程建立了土壤源热泵系统冷凝热回收的优化模型。基于此模型,探讨了系统冷凝器和地下埋管的优化配置,通过模拟计算对该系统在制冷工况下改进前后的运行情况进行了分析对比,结果显示土壤源冷凝热回收系统应用于实际工程能够提高整个系统的COP以及火用效率。     

传递过程的统一描述

提出了传递公理,即任何形式的传递过程都是在相应基本强度量差推动下,基本广延量的流动过程;基本广延量的传递过程也同时是与之对应的能和(火用)的传递过程。定义了热力学流密度和热力学力的数学表达式,在传递公理的基础上,利用能和(火用)的普遍化表达式,分别建立了三类广延量的传递定律。利用传递定律,结合广延量的平衡方程,导出了传递方程的普遍化表达式。     

结合ORC和ARC的中温余热回收系统

中温余热回收过程中传热温差大,系统(火用)效率较低,本文提出一种结合有机朗肯循环和单效吸收式制冷系统的中温烟气余热回收系统。利用热力学第一定律和第二定律对系统建立了数学模型,分析了新系统中有机朗肯循环蒸发温度、冷凝温度等参数对系统性能的影响。同时对系统各主要部件进行了(火用)分析,并与双效溴化锂吸收式制冷系统进行了比较,通过T-Q图分析了新系统及参考系统的换热过程。结果表明新系统的(火用)损失从139.19 kW降低到93.18 kW,(火用)损失减少机理在于换热温差降低。     

以低温热为热源的再沸器(火用)经济优化与传热强化

精馏塔再沸器是炼油、化工、轻工等行业中非常重要的换热设备,这种再沸器的优化和传热强化对热能的优化利用具有重要意义.本文运用经济学方法和传热强化技术,对以低温热为热源的再沸器进行优化设计,建立了同时考虑传热损、流动损和传热强化的再沸器经济优化目标函数和约束条件.并给出了应用实例.     

能量系统故障诊断的热经济学模型

本文将建立在热力学第二定律基础上的 分析方法与热经济学方法运用于能量系统的故障诊断。通过与常规热力学方法的定量比较,证明了■分析方法与热经济学方法对系统中发生的故障具有更高的敏感度,并建立了进行能量系统故障诊断的 分析模型与热经济学分析模型,并以某 ２００ ＭＷ火电机组为例,分别采用这两种方法对机组在某一况时的故障情况进行了诊断,并对结果进行了分析比较。     

界面常质量流湍流（火用）传递

导出了常温下充分发展湍流传递方程组,依此研究了界面常质量流管内湍流传递,研究了由于粘性耗散、径向和轴向传质不可逆性引起的损率随流体性质、边界条件及空间位置的变化规律,分析了不同地点由于不同过程产生损失的机理.对单位长度的总损率计算表明,对给定的流体单位长度总损率是传质单元几何参数、边界条件和雷诺数的多元函数,通过损率最小化可设计和优化传质单元.     

Weak Solutions with Decreasing Energy¶of Incompressible Euler Equations

Weak solution of the Euler equations is an L²-vector field u(x, t), satisfying certain integral relations, which express incompressibility and the momentum balance. Our conjecture is that some weak solutions are limits of solutions of viscous and compressible fluid equations, as both viscosity and compressibility tend to zero; thus, we believe that weak solutions describe turbulent flows with very high Reynolds numbers. Every physically meaningful weak solution should have kinetic energy decreasing in time. But the existence of such weak solutions have been unclear, and should be proven. In this work an example of weak solution with decreasing energy is constructed. To do this, we use generalized flows (GF), introduced by Y. Brenier. GF is a sort of a random walk in the flow domain, such that the mean kinetic energy of particles is finite, and the particle density is constant. We construct a GF such that fluid particles collide and stick; this sticking is a sink of energy. The GF which we have constructed is a GF with local interaction; this means that there are no external forces. The second important property is that the particle velocity depends only on its current position and time; thus we have some velocity field, and we prove that this field is a weak solution with decreasing energy of the Euler equations. The GF is constructed as a limit of multiphase flows (MF) with the mass exchange between phases.     

Auto-Bäcklund transformations and exact solutions for some nonlinear partial differential equations with nonlinear terms of any order

In this paper, by introducing some proper transformations, the applied range of the homogenous balance (HB) method is extended. With the help ofMathematica, we obtain three auto-Bäcklund transformations (BT) for the generalized Fithugh-Nagumo equation, the generalized Burgers-Fisher equation, the generalized Burgers-Huxley equation, respectively, by use of the extended HB method. From these BTs, some exact solutions for these equations are derived.     

Solution of Fokker Planck equations with and without manifest detailed balance

Previous work on Fokker Planck equations with manifest detailed balance is generalized to include also the case without manifest detailed balance. The two cases are unified by exhibiting a general time reversal transformation with respect to which any Fokker Planck equation satisfies detailed balance, provided its steady state distribution exists. We also introduce a new method for solving some Fokker Planck equations with nonvanishing steady state drift by analytic continuation of the solution of a hermitian eigenvalue problem.     

Solution of Fokker Planck equations with and without manifest detailed balance

Previous work on Fokker Planck equations with manifest detailed balance is generalized to include also the case without manifest detailed balance. The two cases are unified by exhibiting a general time reversal transformation with respect to which any Fokker Planck equation satisfies detailed balance, provided its steady state distribution exists. We also introduce a new method for solving some Fokker Planck equations with nonvanishing steady state drift by analytic continuation of the solution of a hermitian eigenvalue problem.     

单耗分析理论与结构系数法的对比分析

本文简要阐述了结构系数法和能源利用的单耗分析理论,并针对链式系统进行了初步的对比分析;尽管都是基于热力学第二定律的分析方法,并且它们的结果有一定的相似性,但结构系数法存在某些错误。比较而言,单耗分析理论显得更全面,也更实用。本文以锅炉供热系统为对象进行了详细的单耗分析,对系统中间子系统的(火用)耗损变化所带来的影响进行了详细的分析,结果证明结构系数法所作的“某一子系统(火用)效率变化,其他子系统(火用)效率不变”的假设是不恰当的, 其结论也是不准确的。