正、反向两源热力循环有限时间热力学性能优化的研究进展

有限时间热力学所得结果具有普适性,其研究结果已成为热物理学的一个重要基础.许多学者利用有限时间热力学方法对单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型进行了大量研究,获得了一些比经典热力学对于工程设计和优化更具有实际指导意义的新结论.综述了利用有限时间热力学理论对不同传热规律下单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型研究的最新进展,包括不同传热规律下内可逆和不可逆卡诺热机、制冷机和热泵循环的最优性能研究进展,两热源热机、制冷和热泵循环最优构型及多级复杂热力系统最优构型研究进展.     

热泵系统的不可逆度及其热力参数优化

本文采用等价热力变换法,把有内循环不可逆损失和有限热容热源的实际热泵热水器系统变换为等价逆卡诺循环系统,并用定态有限时间热力分析法建立了系统各环节的有效能消耗率方程和系统不可逆度方程,求解了换热器与热泵循环的不可逆耦合问题,重点推导了蒸发器的空气流率与风机消耗功率、传热不可逆损失、蒸发温度、系统性能系数以及不可逆度的关系,算例分析得到了系统的最小不可逆度、最大COP参数所对应的最佳热力参数,所得的最佳冷风温差值与实际基本符合。     

热漏、内不可逆性和导热规律对制冷机最优性能的影响

１引言有限时间热力学研究制冷循环性能已取得了一批成果。已发表了热阻加热漏模型［１－４］、热阻加内不可逆模型问研究各种损失对卡诺循环性能的影响。本文作者用一常数项ｑ表示热漏流率,用常系数表示热阻和热漏外的其余内不可逆性,建立了一类广义不可逆制冷机模型［６－７］,并分析了牛顿传热定律下的最优性能。本文将基于此模型和较为普遍的导热规律,导出制冷机的制冷率、制冷系数最佳特性关系。２广义不可逆卡诺制冷机及其最优性能考虑一类工作在两个恒温热源之间的定常态流卡诺制冷机,循环中存在热阻、热漏和其它内不可逆性［６…     

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。     

内可逆热泵在生态学函数最大时局域稳定性

以内可逆卡诺热泵模型为研究对象，考虑工质与热源间传热服从牛顿传热规律，利用局域稳定性理论，对热泵工作在生态学函数最大稳定点时的局域稳定性进行了研究。系统在生态学函数最大时的稳定状态是稳定的，导出了表征系统稳定性的“弛豫时间”关于热容G、总传热面积F、热源温比τ-、传热系数α和β的一般表达式，给出了系统的相轨线的分布情况...     

考虑循环水–能源桩换热的单U型埋管能源桩变热流传热模型

基于有限长度线热源模型和叠加原理,提出了一种变热流条件下有限长度线热源模型的近似解答;在此基础上,将单U型换热器划分为多个节段,采用热响应的分段叠加思路,最终建立了考虑循环水与能源桩换热的单桩变热源传热模型。通过与Comsol三维数值模型和无限长线热源模型出水口温度的比较以及与试验中出水口温度和土体温度的比较,验证了该模型的准确性。同时通过该传热模型进行了U形管能源桩不同桩长、不同质量流率、不同桩土导热系数的换热分析。此模型可以帮助我们获得随时间变化的热流密度和更为精确的出水口温度,便于能源桩换热量的快速评估。     

从T-Q图分析几种余热回收方式的热力学性能

提出将回热器与热泵相结合的方式对温度为60℃工业余热资源进行回收,并将25℃的生水加热至90℃。通过对该系统、单独回热器以及单独热泵的余热回收系统的热力学性能进行理论分析与比较,结果表明采用这种热泵与回热器结合的方式具有更好的热力学性能。按一次能源利用率折,该系统产生单位质量热水的耗能相对于后两者分别减少73.4%和48.9%。同时基于对生水加热过程的T-Q图进行分析,发现回热器和热泵相结合加热冷水的方式其(火积)耗散有很大的降低,这是因为该系统中冷水加热过程采取了梯级加热的方式,使得冷热源之间的温度匹配性更好,降低了传热过程的不可逆损失,有利于提高系统的热力学性能。     

有限大低温热源混合工质节流制冷循环特性分析

通过深入分析和比较各种单级压缩混合工质节流制冷循环在低温热源为有限大热源时的热力学性能,揭示了不同循环型式之间的内在热力学关系,阐明了该类节流制冷机能够实现深度制冷的内在原因是利用了制冷机的内部热交换来减少节流制冷机所固有的节流过程的不可逆损失,并用实验进行了验证。     

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。     

卡诺循环的拓宽与发展

普通物理学（现称大学物理）中所讲的卡诺循环,是理想化的可逆循环,可称为可逆卡诺循环。其循环效率可表示为 ηｃ＝ ｌ— ＴＬ／ ＴＨ式中ηｃ表示可逆卡诺热机效率,ＴＬ、ＴＨ分别表示低温源、高温热源的温度． 但是,任何一台实际热机,都不可能像可逆卡诺热机那样进行理想化的循环,不可能无限缓慢地运行,不可避免地要受到一些不可逆因素的影响,都或多或少存在“不可逆损耗”,因此,实际热机的效率都比理想化的可逆卡诺热机效率低得多．为了贴近实际,有必要探讨不可逆卡诺循环效率、建立有关不可逆循环的理论．基于这种考虑,不…     

非均匀弦的驻波实验

用自制的线密度为ρ（ｘ）＝ａｘ形式的非均匀弦进行驻波实验，取得较好效果，它可以作为对原有的均匀弦驻波实验的改进或开放性实验安排到普物实验中去。     

物质比热容测定实验的改进

用混合法测定物质比热容中通常把高温物质放入低温的水中，这时损失大量的热量，增加了测量误差，为减少这部分误差，提出了把低温物质放进高温物质的实验方法和步骤。     

环路热管技术(LHP)的发展现状

LHP作为一种新型传热装置,经过近三十年的发展,其技术已日趋成熟,并已开始在航天器中应用。本文在作 者对LHP研究的基础上,结合国内外LHP技术的进展,综述了LHP技术的主要研究现状及今后发展的趋势,并论述了 LHP技术的应用前景。     

振荡流热管振荡相变传热特性

本文建立了环路型振荡流热管物理数学模型。数值计算结果表明,汽泡的交替膨胀和压缩使管内工质维持振荡运动,热管冷却端的散热情况是影响振荡流热管内部振荡运动的重要因素。热管内部振荡运动受倾角、充液率和加热功率影响,其变化趋势与前期实验结果基本一致。热管内脉动运动愈剧烈,热管的传热性能愈好。     

电热法测液体比热实验中量热器散热系数的确定

本文从理论和实验的结合上给出了量热器中散热系数的确定方法。     

混合制冷工质蒸发潜热的推算研究

本文定义了新的用于推算混合制冷工质蒸发潜热的对比法则,发现了混合制冷工质蒸发潜热与其纯组分蒸发潜热的无量纲关系有同一化规律;另外,本文还寻找到利用纯组分的特征蒸发潜热拟合混合制冷工质特征蒸发潜热的关系式,以及使用个别数据点标定特征蒸发潜热的方法,进而给出了利用纯工质蒸发潜热计算混合制冷工质蒸发潜热的方程;本文比较了文献中5种二元和三元混合制冷工质的推算值与文献值,平均绝对偏差小于1.5%,精度满足工程应用需要.     

热管式相变蓄热换热器储/放能过程中传热特性的实验研究

将热管作为换热元件应用于相变蓄热系统中,研制了一套热管式相变蓄热换热器。采用石蜡作为蓄热材料,对其储、放能过程即内部石蜡的融化与凝固过程进行了实验研究。测定了储、放能过程中不同时刻换热器内石蜡的温度分布; 改变供、取热流体参数,分析了供/取热流体的入口温度与流量对换热器储/放能过程的影响;分析了储、放能过程中能量随时间的变化情况。结果表明,热管在本换热器内极好地发挥了换热元件的作用,换热器运行状况良好,各项功能均能较好地实现。     

辐射对流传热对不可逆太阳能Braysson热机性能的影响

建立高温端同时辐射对流传热、低温端对流传热的不可逆太阳能Braysson热机循环新模型,探索有限速率热传导和绝热过程不可逆性等对热机循环性能的影响,基于热力学分析方法,导出热机输出功率和效率的解析表达式,数值计算结果揭示了等压温比、内不可逆参量及与热传导系数和面积有关的匹配参量等对热机性能特性的影响,所得结论不仅能导出其它不可逆太阳能热机的优化性能.且可为太阳能热机的参数设计和性能评价提供新理论参考.     

热机的第二定律效率与不可逆性

利用热机的功－熵关系和可用能概念，给出热机经二定律效率的表达式，同时了热机相对损失功的概念，并用它们比较了几个实际动力源的不可逆程度。     

导热系数测定过程中下铜板散热速率的理论计算

采用传热学的相关理论,对稳态法测量导热系数实验过程中下铜板的散热速率进行了计算,并与实测结果进行对比分析。