变温热源制冷系统有限时间热力学分析

一、前言 有限时间热力学研究大都假定热源热容为无限大。也有学者研究有限热容热源和外部加热的影响。但关于实际制冷循环的研究还不多,文[3]和[4]从不同角度导出了基本优化公式,如最佳制冷系数与制冷率间的关系。 作者提出性能面积比ε/A为目标函数,并探讨该参数对实际制冷系统设计的指导意义。     

混合工质匹配性能的热力学分析

利用经典热力学的基本理论,建立了传热过程不可逆损失与匹配性能之间的关系式,从理论上揭示了制冷工质与变温热源的温度匹配性能与其不可逆损失之间的内在联系和混合工质的节能机理,使热力学理论在研究不可逆传热过程中得到了充分的应用与发展。     

变温热源布雷顿循环的功率密度优化

计入工质与高、低温侧换热器的热阻损失及压气机和涡轮机中的不可逆压缩和膨胀损失,用有限时间热力学方法,导出了恒温热源条件下不可逆布雷顿循环功率密度与压比间的解析式,借助于数值计算,研究了高、低温侧换热器的热导率分配和工质与热源间的热容率匹配对最大功率密度的影响。     

混合工质有机闪蒸循环热力学分析

有机朗肯循环(ORC)是将中低品位能源转化为有用功的有效途径。传热过程不可逆损失大是导致ORC系统效率低的重要原因,基于混合工质的有机闪蒸循环(OFC)可以同时优化蒸发器和冷凝器换热过程的温度匹配,有望进一步提升ORC系统效率。本文选取R245ca/cyclopentane、pentane/isohexane等4种混合工质,通过热力学分析对比了200℃的饱和水为热源驱动下的混合工质ORC和OFC性能,获得了混合工质质量分数和热源出口温度对系统效率的影响。发现降低热源温度能显著提高OFC系统效率,而ORC系统存在最优热源出口温度。优化热源出口温度后,混合工质OFC系统效率能与ORC系统相当甚至在一定质量分数范围内超越ORC系统,其中,混合工质neopentane/cyclopentane质量分数为0.6时,OFC最高效率达到46.87%。     

超临界CO_2及其混合工质布雷顿循环热力学分析

本文运用热力学第一、第二定律对分流、预压缩再热、改进再压缩超临界CO_2布雷顿循环进行了热力学分析,重点讨论了压缩机和透平入口工况(温度、压力)对循环热力学性能的影响。以改进再压缩循环为基础,进一步提出以CO_2为基底的混合工质布雷顿循环,分析了气体种类及加入量对混合工质布雷顿循环热力学性能的影响。结果表明:提高透平入口工况能够提高不同形式循环的效率;与压缩机入口温度对循环效率的影响相比,压缩机入口压力对循环效率的作用更大;在CO_2质量分数大于50%的情况下,加入氙气与氪气均可提高循环热效率,增幅最大分别为1.44%和3.04%,氙气与氪气对应质量分数分别为50%和26%;加入氮气反而使循环效率降低。     

非共沸工质有机朗肯循环的热力学分析

通过热力学推导,给出了基于Jacob数和蒸发冷凝温度之比来预测理想非共沸工质有机循环热效率和输出功的理论公式,同时与利用Matlab编程计算的数值计算模型进行了对比.同时以空气作为热源,采用水冷的方式,以R227ea/R245ca作为工质,研究了不同的冷却水温升和冷却水进口温度对其不同质量分数下的输出功的影响.结果发现,当冷却水温升小于工质的温度滑移时,二者相等时存在输出功的当地最大值;当冷却水温升大于工质的温度滑移时,温度滑移最大时存在输出功的最大值。在相同的冷却水温升下,冷却水的进口温度越低,工质相同质量分数下输出功越高,同时最大输出功对应的工质质量分数不变。     

变温热源小型热电冷水机结构设计与性能分析

本文提出了一种不依赖模块规格型号和换热器几何参数的热电制冷系统分析方法,设计了水冷式热电冷水机的基本结构,考虑了汤姆逊效应,应用了有限时间热力学理论,建立了新的热力学模型,研究了热源、冷源沿流动方向的温度变化,分析了不同冷却水温度、输入电流密度、模块填充系数和热电单元长度对装置制冷性能的影响。     

混合工质制冷系统节能的热力学分析

制冷、空调、热泵及余热发电,国外国内都在探索应用非共沸混合工质。它能够趋近于非等温换热的理想的Lorenz循环,降低(火用)损,提高能量利用经济性。 混合工质的选择有一系列的标准,其中由露点线和泡点线组成的相图也是选择的标准之一。从中可以直接看出非共沸混合工质在蒸发器和冷凝器中所形成的非等温相     

变温热源环路热声发动机系统的阻抗匹配

基于串联型环路三级热声发动机系统,使用SAGE软件从系统与外接负载阻抗匹配的角度进行了模拟计算。分析发现:变温条件下系统内部声场中声功、压力波动和体积流率会分层分布但变化趋势相同,同时阻抗的沿程分布几乎不受影响,结构相同的各级热声发动机可匹配的最佳外接负载阻抗分布区域相近。在此基础上,进一步确定3. 0E7 Pa·s/m~3@60°为各工况下外接负载的优选值。结果表明:当外接负载阻抗都设定为优选阻抗值时,整机系统在变温条件下可同时实现较高的声功输出、热声转换效率和相对卡诺效率。     

低温热驱动喷射制冷系统的工质选择

建立了可精确预测喷射器性能的热力学模型,对适用于低温热驱动的喷射制冷系统的环境友好工质进行了选择和计算分析。结果表明:R152a和R134a用于低温热驱动喷射制冷系统均能获得较好的制冷性能,在相同工况下,以R152a为工质的制冷系统的COP比R134a为工质的制冷系统的COP高4%—13.3%,采用R152a可获得更好的制冷效果。     

共沸与近共沸混合工质CFCs替代物的热力学分析

共沸与近共沸混合工质ＣＦＣｓ替代物的热力学分析阴建民，何茂刚，刘咸定，刘志刚（西安交通大学动力系西安７１００４９）关键词：共沸混合工质，替代物，热力学分析一、引言由于ＣＦＣ类物质对大气臭氧层的破坏作用，将受到限制并逐步停止使用，对其替代物的研究受到了...     

中高温热泵混合工质的循环性能分析

针对传统制冷剂R22和R134a在中高温领域的使用限制,探究以R22,R134a为核心的非共沸混合工质在热泵系统中的应用,通过建立混合工质在系统循环中的热力学模型对初步筛选的六种高温工质进行系统循环模拟分析,探讨热泵系统在设定工况下最适宜的混合工质及其配比,结果表明:冷凝区间60～80℃内,R22+R124和R134a...     

评价工质确定蒸发温度的热力学指标

工业企业中低于150℃的低温余热数量多、品质低,动力利用难度大,对所采用的工质和循环方式应谨慎选择。本文对朗肯、扩容和卡林那循环的热力学完善性进行比较,并推荐了一个评价工质、确定最佳蒸发温度的指标。 一、余热动力利用装置(火用)效率     

Kalina循环放热过程的热力学分析

Kalina循环在放热部分,引入了一套吸收式制冷中应用的分馏冷凝单元,通过改变工质的浓度,既降低了背压使输出功增大,减少了放热过程的(火用)损,又保证工质能够完全冷凝,维持循环正常进行。本文选择带有一个回热器的一级Kalina循环放热过程作为研究对象。     

引入熵分析热力学循环的效率

本文从熵的定义和基本性质入手,首先引入T—S图计算卡诺循环的效率,其次利用dS/dV分析经历p=aVb m过程的理想气体的吸热或放热情况,最后运用上述结果求解了一个特殊热力学循环的效率.     

模式选择阀开度对变循环压缩系统匹配的影响

对双外涵变循环压缩系统进行了建模和全三维数值模拟,分析了模式转换过程中第二外涵道倒流对系统气动性能及部件匹配规律的影响。随着倒流流量的增大,变循环压缩系统的第一外涵道比和总涵道比提高,风扇总压比升高,CDFS与高压压气机的总压比降低。倒流主要影响风扇后面级的气动性能。倒流导致CDFS进口流场发生畸变,CDFS下游第一分流环局部流场严重恶化,应及时调节系统控制参数防止压缩系统失效。     

以二氧化碳为工质的朗肯循环特性分析

主要研究利用温度较低的废热通过朗肯循环的方式进行发电,选取了几种常见的工质R22,R600,R123,R134a,R12和二氧化碳作为朗肯循环的工质。经过模拟计算发现,二氧化碳跨临界循环在理论上可以达到较好的热效率。随后,又计算了考虑到非等熵压缩和膨胀,存在回热器(逆流换热)和过热度对二氧化碳循环效率的影响,最后发现在设定的工况下,比较接近实际结果的二氧化碳跨临界朗肯循环的热效率。     

吸附式制冷循环质量迁移及回热型循环的热力学分析

本文建立了吸附式制冷基本循环和连续回热循环的热力模型,研究和发展了有蒸汽质量迁移的新型回热循环。新型循环通过管道连通高低压床体,使蒸汽贯流直至双床压力达到平衡,之后系统开始回热,直至两床体温度达到平衡。通过对理论模型的计算,将其与基本循环进行了比较。文章的结论有益于加深对新型循环特性的认识,从而为优化实际循环系统提供了切实可行的方法。     

燃气-蒸汽混合循环热力学分析

燃气-蒸汽混合循环装置因其具有高效率、高比功、变工况性能好等特点,越来越受到人们的重视。混合循环的性能与很多因素有关,这些因素之间也存在着相互作用和相互影响。本文对进入燃气轮机的燃气和水蒸汽的混合物(湿燃气)热力性质计算方法进行了探讨;编制了关于混合循环的计算机程序,并采用它分析了各循环参数对循环性能的影响。对联合循环和混合循环进行了比较分析。