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。     

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.     

导热与弹性系统及导电的相似性

本文将导热系统与弹性力学系统以及带电系统类比,发现这三种不同类型的系统在输运方面具有一致的行为特征,有相同的数学表达方式。都是在强度量的作用下,广延量的输运过程。强度量在被传递的广延量上的累积效果由广义功反映,广义功就是传递过程中的传递能力,传递能力在过程中有损耗。定义了导热过程中的热力功,它等于传热温度与传递的热量的乘积,反映了温度在传热量上的累积效果。热力功是传递中的热量传递势容,总热力功等于系统热量传递势容的改变量,热量传递势容表示物体的导热能力。     

积与积减原理

文章分析了重力势能、引力势能、电荷势能、化学势能、热量势能、质量积、动量积等多种势能,发现它们均可表达为一种守恒广延量和对应的强度量的乘积,因此可将其统一定义为"积".基于积这一概念,文章得到了孤立系统内守恒广延量传递过程的积减原理,即孤立系统内进行的守恒广延量传递过程中系统的积总是减小的.进一步,文章还基于积的概念发展了孤立系统和封闭系统的势平衡判据,发现孤立系统达到势平衡状态时,系统的积达到最小值(最小积原理);当封闭系统达到势平衡状态时,系统的准自由积达到最小值(最小准自由积原理).上述结论应用于传热学中即可得到热量传递过程的(火积)减原理及相应的热平衡判据.与热力学中的核心概念熵相对应,由于物理量(火积)可以描述传热过程的不可逆性,作为传热过程的优化准则,度量系统的无序度,并给出系统的热平衡判据,因此(火积)是传热学中的核心概念. 关键词： 势能 积 积减原理 平衡判据     

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.     

(火积)耗散理论在换热器设计中的应用

本文首先说明(火积)耗散理论避免了最小熵产原理和傅里叶定律间的矛盾,显示了其在处理导热问题上的优越性.然后利用热力学(火积)和熵的关系,推出了换热器中由流体阻力引起的(火积)耗散表达式.     

湿空气与溶液传热传质过程的潜热(火积)

空气除湿器中,吸湿溶液和湿空气在温差和湿差驱动下进行热量和水分的传递。为量化该过程的不可逆程度,定义了湿空气和溶液水分传递过程的潜热(火积)及(火积)耗散并得到了绝热逆流除湿器中热质传递过程的(火积)平衡方程,给出了潜热(火积)的简化表达式及其T-Q_1图分析法。用上述新定义和分析方法对典型绝热逆流除湿器中湿空气和溶液热质交换过程进行了分析计算,结果表明,过程的潜热(火积)耗散约为显热(火积)耗散的3倍,因此,除湿器中水分传递的优化需要引起足够重视。     

(火积)的微观表述

在近独立粒子组成的系统中,Boltzmann发现了系统熵与其微观状态数的对数之间的正比关系,为熵这一物理概念提供了微观解释,Planck将其总结为著名的Boltzmann熵公式S = k lnΩ.与此对应,给出了单原子理想气体系统中(火积)的微观表达式,证明了(火积)为广延量. 分析讨论了孤立系统从不平衡态发展到热平衡态过程中系统微观状态数、熵、(火积)的变化情况,结果表明在该过程中系统的微观状态数、熵向着增加方向发展,而(火积)则向着减小方向发展,从而在微观角度 关键词： 微观状态数 熵 (火积) 不可逆性     

半透明梯度折射率介质内辐射熵传递方程及其数值模拟

在非相干辐射条件下,基于Planck光谱辐射熵强度定义,导出半透明梯度折射率介质内光谱辐射熵传递方程,以及局部辐射熵产率理论表达式.基于离散坐标法对辐射熵传递方程进行数值求解.以一维半透明梯度介质平板为例,对辐射熵方程及其算法进行验证.平板整体无因次辐射熵产的计算结果与宏观热力学定律的结果一致.     

能量公设与热力学系统独立状态参量的选取

论述了能量公设,并得到能量状态的一般表达式由各种能位形式组成,每一种能位形式可表示为一个强度量和一个广延量的乘积．由此,提出了热力学系统独立状态参量的数目由能位数目来决定,并且每一个独立状态参量只能是组成同一能位的强度量ξi和广延量ξi中的一个．     

以范德瓦耳斯气体为工质的3种热机循环效率

利用热力学的普遍理论推导了范德瓦尔斯气体热力学函数的表达式,再求出绝热过程和3种等值过程中功和热量的表达式.在此基础上,研究了斯特林循环、奥拓循环和狄塞尔循环的功和效率,并计算和分析了3种循环效率随各种参量变化的关系.     

氦-3热力学状态方程框架

本文构建了低温流体3He状态方程的总体研究框架,它以温度和密度为独立变量,采用Helmholtz能形式表述 3He的热力性质依赖关系。在此基础上,推导了基于Helmholtz能形式基本状态方程的各热力学性质表达式。     

多孔介质对流干燥外部传热传质的非平衡热力学理论

从非平衡热力学理论出发,以广义热力学力作为传质过程驱动势,建立了描述多孔介质恒速干燥阶段外部对流传热传质过程的热力学理论模型,并进行了数值计算,计算值与已有的实验数据吻合较好;同时,还将计算结果与传统的理论进行了比较,结果表明,非平衡热力学理论更能反映过程的物理本质。     

复合三子镜的成像研究

提出一种由九个子镜构成的复合三子镜稀疏孔径结构。给出该孔径的光瞳甬数以及三种不同型的结构形式,并导出它的调制传递函数的解析表达式。对三种不同型的调制传递函数进行了分析比较,阐明复合三子镜三种结构各自的特点。通过数值计算给出复合三子镜Ⅰ型结构的最大截止频率和不同填充因子的等效直径。对不同填充因子下的复合三子镜进行模拟成像、加噪与图像重构,并用两种指标对不同情况下的图像进行像质评价。结果表明,复合三子镜像的空间分辨率,基本接近包围孔径像的分辨率,成像质量和信噪比随着填充因子的减小逐渐下降。经过维纳去卷积滤波,图像质量有所提高。复合三子镜具有结构灵活、易于装调的优点。     

波纹内翅片管换热与阻力特性的实验研究

本文研究了三组内翅片管的湍流流动与换热特性,拟合出所测参数范围内阻力和换热的实验关联式,并运用相同质量流量、相同泵功率、相同压降三种准则比较了不同组翅片管之间的强化传热效果。     

基础激励下分数阶线性系统的响应特性分析

本文研究了基础激励下含分数阶阻尼的线性系统的响应特性. 当基础激励为简谐激励时, 通过待定系数方法求得系统的动力传递系数; 当基础激励为非简谐周期激励时, 首先将激励展开成傅里叶级数, 然后根据线性系统的叠加原理求得激励中各阶频率成分所引起的动力传递系数, 并根据展开的傅里叶级数解决了数值运算中的不可导问题. 用数值仿真的方法对解析结果进行了验证, 两者符合良好, 证明了解析分析的正确性. 研究表明, 基础激励引起的动力传递系数依赖于分数阶阻尼阶数的值, 通过调节阻尼阶数可以控制动力传递系数的大小. 对于基础激励为非简谐的周期激励情况, 当激励频率一定时, 激励中的高阶频率成分引起的动力传递系数可能大于激励中的低阶频率成分引起的动力传递系数. 因此, 激励中的高阶频率成分所起的作用是不可忽略的.     

1-N型热交换链的(火用)传递分析

依据工程传递原理建立1-N型热交换链的传递模型,并确立相应的评价准则。对动力锅炉内热交换过程的 各输元及全过程进行了传递计算及分析,并与传统的传热分析及分析比较,提供了一些新的技术评价信息。     

Expression for the stationary distribution in nonequilibrium steady states

We study the nonequilibrium steady state realized in a general stochastic system attached to multiple heat baths. Starting from the detailed fluctuation theorem, we derive concise and suggestive expressions for the corresponding stationary distribution which are correct up to the second order in thermodynamic forces. The probability of a microstate eta is proportional to exp[Phi(eta)] where Phi(eta)=-[under summation operator]kbeta_{k}E_{k}(eta) is the excess entropy change. Here, E_{k}(eta) is the difference between two kinds of conditioned path ensemble averages of excess heat transfer from the kth heat bath whose inverse temperature is beta_{k}. This result can be easily extended to steady states maintained with other sources, e.g., particle current driven by an external force. Our expression may be verified experimentally in nonequilibrium states realized, for example, in mesoscopic systems.