有热漏时定常态不可逆卡诺热机功率效率特性

对变热漏情况下定常态不可逆卡诺热机进行了有限时间热力学分析。导出最佳效率时的功率与等熵温比指数、效率与等熵温比指数的关系式,以及最佳面积比,进而得到最佳效率与功率关系。对最佳功率与最佳效率时的热机性能进行分析和讨论,给出一些有益的结论。     

关于不可逆卡诺循环

本文指出，“不可逆卡诺循环”（见《大学物理》１９９２年第２期）一文中所介绍的不可逆卡诺循环是Ｅ１－Ｗａｋｉｌ在１９６２年的贡献，并且这种模型与实际热机特性不符，因而是不完备的，最后给出了一种较为完备的不可逆卡诺热机械型及其基本优化公式。     

关于不可逆卡诺循环一些问题的讨论

文献[1]在内可逆卡诺热机模型的基础上,考虑了绝热压缩和膨胀过程中的不可逆性,引进所谓完全不可逆卡诺热机模型,并声称对卡诺热机中的不可逆性进行了全面分析.尽管所用的“完全”、“全面”等词不尽妥当,甚至文中有些结论不对,但所引进的模型并不违背热力学基本原理,且有一定的意义,由它可初步分析传热以外的其他不可逆性对不可逆卡诺热机性能的影响.指出文献[1]中的一些问题是有必要的,但文献[2]认为“不存在这种不可逆卡诺循环”则出于误解.臆测“其他文献上对卡诺循环不讨论压缩膨胀过程的不可逆性”也不符合事实.实际上,国内外都有讨论…     

一类弱耗散广义卡诺热机循环的性能特性

将弱耗散假设应用于由两个绝热过程和两个多方过程组成的一类广义卡诺热机循环,求出了循环的输出功率与效率的表达式,并给出了循环在最大输出功率时效率的上下界限,由此讨论了这一类循环的性能特性.     

存在完全不可逆卡诺循环吗？

《物理》1989年第 2期(第 18卷)发表了《不可逆卡诺热机的最大功率》一文(为了叙述方便,下面简称“该文”)“该文”中的完全不可逆卡诺循环(即“该文”图2上的循环1’’1’2’’21’’)实际上不是卡诺循环. 现在,就这个问题提出自己的一点看法.由于压缩、膨胀(都是绝热的)这两个过程的不可逆程度是相同的,因此它们的熵的变化率的绝对值是相等的,“该文”中图2的线段11’’和线段2’2’’也的确是相等的.如果存在“该文”所说的完全不可逆卡诺循环的话,很容易证明三角形11’’2和三角形2’2’’1’是全等的.这样,完全不可逆循环1’’1’2’’…     

广义不可逆热布朗热机的生态学优化

基于有限时间热力学理论,本文研究了不可逆热布朗热机的生态学性能。导出了系统生态学函数的表达式,分析和对比了热机分别在功率、效率和生态学函数目标下的性能特性。给出了热机的最优工作区域,并阐述了生态学函数作为目标时的重要意义。分别存在最优的势垒高度、热导率分配比和外力对应于热机的最大功率、最大效率和最大生态学函数。生态学函数对布朗热机具有较好的协调优化效果,当用生态学函数代替功率(或效率)作为目标时,输出功率(或效率)降低较小,而效率(或功率)提升较大。     

恒温热源空间不可逆闭式简单燃气轮机循环功率优化

空间简单燃气轮机循环动力装置由三部分组成：一是反应器,二是普通闭式简单燃气轮机循环模型,包括：压缩机、透平、蒸发器、工质和热源之间的换热器,三是低温热源侧的辐射散热器,用于向宇宙空间散热。本文建立了恒温热源空间不可逆简单闭式燃气轮机循环模型,导出了循环的热效率和输出功率。当散热器和两个换热器的总传热面积给定,通过优化两个换热器和散热器间的面积分配,得到了该装置的最大功率;通过优化低温热源温度,得到了装置的双重最大功率。     

不可逆过程的有效能消耗率及不可逆度

本文从不可逆过程有效能消耗率分析出发,提出一种表征不可逆过程的新参数一不可逆度,定义为不可逆过程的总有效能消耗率与总输入或输出能流流率之比值;在提出热力系的势能概念和多种形态能量的有效能定义式的基础上,阐述了有效能消耗率方程,有效能消耗源强度,有效能消耗率最小原理,给出并比较了有效能消耗率与熵产率和(火积)耗散率的关系;有效能消耗率与过程的能流率量纲一致,克服了熵产率和(火积)耗散率与能流率量纲不一致的缺点;不可逆度的物理意义是不可逆过程有效能消耗系数或功耗系数,与热力循环效率互补.     

一类不可逆热机的热经济学优化性能

基于一类不可逆热机的一般循环模型,以每单位成本的功率输出作为热经济学目标函数,研究投资成本、燃料成本、其它费用成本和几种主要不可逆性对热机性能的影响。导出热机效率和热经济学目标函数间的基本优化关系。由此计算了最大热经济学目标函数及其对应的热机性能参数,给出了在不同传热规律下热机的基本优化关系。确定了热机的最佳工作区域和重要性能参数的界限。     

能造出功率和效率都高的热机吗?——有限时间热力学的发展与展望

在热力学中,功率和效率是衡量热机性能的两个主要参数.根据经典热力学,可逆热机效率的上限是卡诺效率,但相应的功率为零.这是因为卡诺效率的实现依赖于时间无穷长的准静态假设.因此,如何根据实际需求,在保证热机功率前提下提高热机效率成为热力学一个重要的科学挑战问题.在20世纪上半叶应运而生的有限时间热力学,今天得到了蓬勃发展,...     

不可逆制冷机的有限资源优化

引入有限资源优化新概念,导出了不可逆制冷机的有限资源优化模型的一般形式。进而对两无限热源间不可逆卡诺制冷机进行了有限资源优化的示例分析,得到了几种主要模型的优化结果和它们之间的关系．从中可以看到,采用有限资源优化的分析方法,可以使不可逆制冷机的优化分析更为切近实际。     

不可逆四热源吸收式热变换器的最优性能

在恒温内可逆四热源吸收式热变换器循环模型的基础上,建立了线性(牛顿)传热定律下考虑泵热空间向环境的热漏、工质的内部牦散以及工质与外部热源间的热阻损失的不可逆四热源吸收式热变换器循环模型。导出了在总换热面积一定的条件下,循环泵热率和泵热系数的基本优化关系、最大泵热率和相应的泵热系数、最大泵热系数和相应的泵热率以及最佳工质工怍温度和最佳换热面积分配关系。     

热漏、内不可逆性和传热规律对卡诺热泵最优性能的影响

1引言有限时间热力学研究的基本模型为内可逆模型，而实际装置往往存在热漏、摩擦、涡流等不可逆损失。本文基于一种普遍传热规律qOC凸（T）n，建立了包括上述不可逆因素的不可逆模型，导出热泵供热率与供热系数的最佳特性关系。该关系包括不同传热规律和不同损失项的模型下的多种结果。2不可逆热泵模型考虑工作于两恒温热源问的定常态流热泵，其循环满足如下条件：（1）该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，这四个过程一般为不可逆。（2）传热是在有限温差下进行。设高、低温侧热源和工质工作温度分别为：TH、TL、THC、TLC，这…     

微滤膜热质传递的不可逆热力学分析

本文利用非平衡热力学理论分析了微滤中的透膜热质耦合传递现象,建立了相应的物理数学模型,在此基础上,探讨了各种因素对透膜通量及热流束的影响,结果表明:质量流与膜两侧的压差呈正比关系,而与膜温度呈指数关系;热流不仅与膜温度有关,还与膜两侧的压差和温差有关;在膜温度一定时,热流与膜两侧的压差和温差均呈线性关系。     

广义不可逆卡诺制冷机的生态学最优性能

以反映制冷机火用输出与熵产率之间最佳折衷的“生态学”准则为目标 ,综合考虑热阻、热漏及工质内不可逆性 ,导出了牛顿传热定律系统广义不可逆制冷机的生态学最优性能 ,由数值算例对不同损失情况下制冷机的性能变化规律进行了比较。文中结果对实际制冷机的设计工作具有一定的理论指导意义     

不可逆卡诺型制冷循环性能的优化

1引言 一些文献中不考虑热漏的特殊效应，建立不可逆制冷循环模型，但研究表明，这种模型是不完备的．在实际循环中，热漏不仅影响制冷机的最优构型，而且影响制冷机的制冷率、制冷系数特性．本文讨论在考虑实际热阻、热漏条件下，不可逆卡诺制冷循环性能的优化．     

1824年6月12日:卡诺发表热机的专文

<正>(译自APS News,2009年6月)我们都接受热力学第二定律是现代物理学最基本的原则之一,但直至最近19世纪初为止,却尚未有人以精密的物理术语系统地说明热力学定律。热力学定律解说的过程是由一个当时鲜为人知的法国     

关于流体流动的最大输出功率及效率

1引言传统有限时间热力学研究的模型为仅考虑温差传热的内可逆卡诺热机。事实上，存在有限势差（温度差、化学势差、压力差、电压差等）的各种装置均可应用类似分析。流体流动作功与温差传热热机间的类比性最早由Bajan[1]发现，Radcenco[2]进一步作了研究．最近，Bejan[3-4]用内可逆热机的研究方法分析了流体流动的最大功率输出问题。本文基于非线性压力流阻关系导出流体流动功率输出与效率关系，并导出了最大功率输出及其相应的效率界限，由此发现Bejan[3-4]的结果是不正确的。2物理模型和性能分析考虑图1所示活塞、气缸装置。活塞在压差…