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。     

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.     

5,10-二(对-氨基)四苯基卟啉和吖啶黄之间激发能量的传递

利用Forster能量传递机制,研究了氯仿溶液中吖啶黄向5、10-二(对-氨基)四苯基卟啉(简称TBP)的激发能量传递和TBP.浓度变化时对能量传递速度常数的影响.实验结果表明,吖啶黄和TBP之间具备能量共振传递的条件,并且计算了能量共振传递的临界距离为0.42nm、传递效率为0.72和传递速度常数为1.42×107s-1.这些数据对复合膜光电转换器件的设计将具有重要意义.     

能··传递链式发展的相贯性及必然性

依据热力学第一、第二定律(下文简称一、二定律)阐述了能具有量和质的双重属性,能量与能质系于同一属体而不可分离。(火用)是由热力学第二定律所赋予的用以表征能质的参数。能量传递必然伴随着能质(火用)的传递,(火用)传递如同热传递一样是客观存在的。由(火用)概念发展到(火用)传递有其必然性。     

5,10—二(对—氨基)四苯基卟啉和吖啶黄之间激发能量的传递

利用Forster能量传递机制,研究了氯仿溶液中吖啶黄向5、10—二(对—氨基)四苯基卟啉(简称TBP)的激发能量传递和TBP.浓度变化时对能量传递速度常数的影响.实验结果表明,吖啶黄和TBP之间具备能量共振传递的条件,并且计算了能量共振传递的临界距离为0.42nm、传递效率为0.72和传递速度常数为1.42×10~7s~(-1).这些数据对复合膜光电转换器件的设计将具有重要意义.     

能·(火用)·(火用)传递链式发展的相贯性及必然性

依据热力学第一、第二定律(下文简称一、二定律)阐述了能具有量和质的双重属性,能量与能质系于同一属体而不可分离.(火用)是由热力学第二定律所赋予的用以表征能质的参数.能量传递必然伴随着能质((火用))的传递,(火用)传递如同热传递一样是客观存在的.由(火用)概念发展到(火用)传递有其必然性.     

R_(115)重力升压地热发电系统的热力学分析

本文研究采用井下加热重力升压的方法提高地热发电双流体循环转换效率的热力学问题。探讨循环热力学参数的优化方法。给出了以R_(115)(C_2F_5Cl)为工质组成井下加热重力升压超临界循环系统转换效率的变化规律。用(火用)分析法揭示系统各环节的(火用)损失。指出该系统用于120—180℃的热水型地热资源,可大幅度提高系统的(火用)效率和发电出力。     

热工问题的分析

本文在热工问题的(火用)分析方面作了下列各项工作: 1.提出了四种工程意义明确而又严密的(火用)效率定义,并分别对各种具体情况提出了各类热工设备的合理的(火用)效率定义。 2.对高速稳定流动的理想气体工质的作功能力(总(火用)e~*),进行了分析,分析指出除常数零(火用)e_0外,总(火用)e~*系由两类不同质的作功能力所组成,由此引入了两个新概念:总焓(火用)e_i*和总压(火用)e_p*。由于新概念的引入,就区分了两类不同质的作功能力,这是热工问题(火用)分析的一个新发展。 3.指出了用(火用)分析法进行热工设备的最优分析,能否得到比热效率法更为合理的结果,这需视两种分析法的目标函数随分析对象的变化是否一致而定。 4.关于薄弱环节(火用)分析,本文指出了薄弱环节的确定,不仅需要进行纵的比较,而且还需要进行横的比较,也要注意区分两类不同质的作功能力((火用))的损失。     

基于甲醇化学链燃烧的新型燃气轮机间冷循环

本文提出一种新颖的甲醇化学链燃烧动力循环系统.该系统利用空气压缩的间冷热提供甲醇和Fe2O3反应热,将间冷的低温热转换为高品位化学能;同时得到预冷的空气吸收燃烧产物Fe2O3的显热,降低了还原反应的温度.与常规化学链循环相比,该循环利用间冷的热量代替高温Fe2O3的显热提供还原反应的反应热,系统内能量品位匹配更加合理.根据图像(火用)分析方法,阐明了甲醇化学链燃烧过程(火用)损失减少和间冷热品位提升的机理.本文对新循环进行了分析,并以常规化学链循环为参照,研究了其性能.新循环的效率较高,同时可以实现CO2无能耗的分离.     

燃煤机组凝结水节流过程蓄(?)转换特性分析

提高燃煤发电机组的运行灵活性是电力行业的迫切需求,但提高灵活性的措施一般会降低燃煤发电机组的效率。为此,本文针对提高燃煤发电系统灵活性的主要措施之一凝结水节流过程展开研究,建立了凝结水节流系统的动态模型,获得了其动态特性,采用(火用)分析方法研究了不同节流比例下系统蓄(火用)转换特性。结果表明:凝结水节流过程中,效率与灵活性成负相关,节流比例越大,输出功率变化越快,但输出功率总量减小,附加(?)损失增大。节流比例从20%变为90%时,附加输出能量增量减小117 MJ,附加(火用)损失增加255 MJ。     

能量传递上转换对Tm，Ho：YLF调Q激光器上能级寿命的影响

根据激光二极管纵向抽运Tm,Ho：YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换(ETU)的情况下，建立了Tm,Ho：YLF主动调Q激光器的准三能级速率方程，得出了激光单脉冲能量的解析表达式.在理论上指出，能量传递上转换不但减小了输出单脉冲能量，而且严重减小了激光上能级寿命.实验上给出了在固定抽运功率下，单脉冲能量随重复频率的变化关系，验证了理论所指出的能量传递上转换减小了激光上能级寿命. 关键词： 二极管抽运 Tm Ho：YLF晶体 能量传递上转换 速率方程     

灰体辐射(火用)分析

以两个无穷大平板组成的系统为例,本文利用Karlsson和Candau对光谱辐射(火用)的定义,通过对系统内光谱辐射(火用)强度的数值求解,获得了灰体光谱辐射(火用)强度随波长和发射率的变化规律,比较了光谱辐射强度、光谱辐射(火用)强度的峰值所对应的波长与发射率的关系,最后从宏观热力学理论分析光谱辐射(火用)强度的定义式.结果表明光谱辐射(火用)强度的峰值波长和光谱辐射强度的峰值波长不一致,光谱辐射能有用度随发射率的增大而增大,光谱辐射(火用)损失与系统熵产间的关系满足宏观热力学中的Gouy-Stodola理论.     

氨水工质功冷联供循环内中温中压能的回收

本文提出两种采用引射器回收氨水工质功冷联供循环内的中温中压能量的改进方案,即通过回收热源能量将中温中压稀氨水工质加热至过热蒸汽状态后作为引射器工作工质分别用于:方案一,引射透平排汽以降低背压;方案二,引射蒸发器出口工质以降低蒸发压力.计算表明相同耗能下,相对于基础循环,方案一的净输出功提高0.9%、(火用)效率提高了0.8%;方案二的冷(火用)输出提高了11.1%,(火用)效率提高了0.7%,从而为有效回收系统内部能量提供了新的途径.     

传热过程的效率

在许多物质或能量传递交换的过程中都有效率的概念,如热功转换过程、流动过程、输电过程等,但是在传热过程中却没有.基于效率可以讨论传热过程的性能,并可作为传热过程优化的目标.本文基于新的物理量=定义传热过程的效率,讨论影响传热过程效率的各种因素,特别是把"不可逆"因素与"不可用"因素分开.不可逆因素来自于某种能量形式的耗散...     

太阳能高温电解水蒸气制氢系统热力学分析

本文对太阳能高温电解水蒸气制氢系统进行了设计.该系统以太阳能为唯一的一次能源,采用太阳能分频技术,提供高温电解水蒸气制氢所需的电能和热能.此外,利用余热回收器回收电解产物的余热.热力学分析表明:(1)系统制氢效率可达34.8%;(2)太阳能聚光-分频热电联产装置是系统能量和(火用)损失最大的环节.提高电解温度和降低操作电压可减小电解环节的(火用)损失.     

工业CT光电二极管探测器灵敏度

在工业CT系统设计过程中,射线能量选择、探测器结构设计、射线源和探测器匹配等方面都涉及探测器灵敏度问题。研究了影响工业CT光电二极管探测器灵敏度的几个主要因素及其定量关系。首先分析了灵敏度的几个主要影响因素:能量沉积率、绝对闪烁效率、光收集效率、光电转换效率。然后采用蒙特卡罗方法仿真得到闪烁体的能量沉积率、光收集效率,计算了CsI(Tl)闪烁体的荧光转换效率及光电二极管的光电转换效率,定义了闪烁体与光电二极管的匹配度的概念。最后得出具有普遍意义的探测器灵敏度的表达式,理论计算值与实际测量结果最大相差20.4%,实验验证了该灵敏度计算方法的有效性和正确性。     

太阳能甲醇分解能量转换机理实验研究

本文通过太阳能分解甲醇燃料实验,来研究太阳能与化石燃料互补的能源利用系统的能量转换新机理,揭示减少燃料化学能释放过程(火用)损失和提升太阳热能品位的本质,并得到基于实验的量化依据。实验研究了反应过程能量品位关联机理和效果,并揭示了主要因素影响规律。太阳热能温度的升高,有利于分解反应的进行,但温度过高会负面影响品位提升的效果,260℃左右是较合理的;与太阳能甲醇分解反应装置规模对应的进料量条件是影响能量转换过程的关键因素,也将影响太阳热能品位提升效果。研究成果将为开拓太阳能与化石能源互补的能量系统提供理论支撑和实验数据。     

氢工艺能量分析图与乙炔多联产系统集成

氢的转化利用情况对于化石燃料多联产系统的能量集成特性影响十分重要.通过关联氢与多联产系统目的化学品的转化速率以及过程的(火用)变,本文提出了一种新的用于氢工艺过程能量分析和集成的图式分析方法─流量(火用)变图FED (Flowrate-Exergy Diagram).该方法可以直观、简明地描述复杂系统中氢或含氢化学品量改变所引起的热力学代价.本文介绍了FED的特点,提出了使用FED的启示性准则,并将该方法应用于天然气基乙炔多联产集成系统,新系统的内部??损失比传统分产工艺减少了16.2%,H2消耗量减少了15.7%.     

考虑环境成本的能量系统(火用)经济学分析模型

随着可持续发展战略的实施,对传统的(火用)经济学提出了新的挑战。本文在传统佣经济学分析的基础上,将环境成本引入到(火用)经济学分析中,首先提出了“广义子系统”的概念,建立了包括(火用)环境成本平衡在内的各种平衡方程;在系统生产结构的描述中,将系统中的(火用)流划分成外界输入(火用)流、内部(火用)流以及向外界输出(火用)流三类,最终建立了以矩阵形式表示的各种平衡方程,用于求解系统中各股(火用)流的单位(火用)成本、单位(火用)经济成本、单位环境成本、单位综合(火用)经济成本等性能参数。最后针对某国产200MW机组进行了实例计算。     

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.