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…     

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.     

不可逆卡诺热机的最大功率

经典热力学把卡诺热机视为可逆机．由于可逆机以无限缓慢的速度进行工作，所以可逆卡诺热机的功率为零．这当然是脱离实际的．近年来不少人开展了有限时间热力学问题的研究．他们考虑了卡诺热机的吸热、放热过程中所存在的不可逆性，研究了热机性能的优化问题，从而导出了最大功率．这在理论上是前进了一步．然而，仅仅考虑吸热、放热过程中的不可逆性是不够的，还应考虑压缩、膨胀过程中的不可逆性．本文对卡诺热机中的不可逆性进行了全面分析。研究表明，与吸热、放热过程中的不可逆性不同，压缩、膨胀过程中的不可逆性对热机性能的影响不存在优化问题，但是存在最大限度的问题．一旦压缩、膨胀过程中的不可逆性超过了这个限度，功率就会变为零．     

纵向导热对换热芯传热性能的影响

文中数值模拟了套管的导热系数、纵向长度和肋数对纵向导热的影响,随着纵向长度的增大,纵向导热的影响急剧减小.导热系数和肋数的增加都会使纵向导热的影响增加.对纵向长度小于 100 mm 短管来说,纵向导热越大热短路造成的损失越大,使整个换热芯传热效率相应幅度地降低;对管长大于 100 mm,材料导热系数小于 46 W/(m·K) 的回热器及换热介质为气体的来说,可以忽略纵向导热的影响.     

卡诺热机的最佳效率与功率间的关系

本文导出卡诺热机工作于不可逆传热的情况下,最佳效率与输出功率间的关系。这关系的表式是:由此,我们便可确定在给定的输出功率,热库温度和热传导系数的情况下,热机的最高效率。     

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。     

压力对热等离子体向颗粒传热的影响

对于等离子体化学与等离子体加工领域中所用的典型颗粒尺寸范围而言,压力对传热的影响主要通过努曾(Knudsen)效应.对于努曾数不太大的情形,本文基于“热传导势眺跃近似”,研究了压力对热等离子体向颗粒传热的影响.研究结果表明,对于比较小的颗粒(几微米半径),努曾效应甚至在相当高的压力下即很显著;而对于比较大的颗粒(例如100微米半径),低压下努曾效应也会相当显著。     

热交换器表面镀层对传热性能的影响

采用化学镀的方法对热交换器表面进行表面改性,使其换热表面沉积一层表面能不同的均匀镀层。传热实验表明,随着磷含量的增大,凝结传热系数增大。进一步可视化实验研究表明,镀层换热表面均表现为珠膜共存状态,增大镀层的磷含量,换热表面促进珠状凝结的效果更加明显。这归于镀层降低了传热表面的表面能值。     

真空度对脉动热管传热性能的影响

实验研究了真空度对以去离子水和Al_2O_3/H_2O纳米流体为工质的脉动热管传热性能的影响,其中真空度的变化范围在-0.014～-0.098 MPa之间。研究发现真空度对脉动热管的启动和加热功率大于90 W的稳定运行过程的传热均有重要影响。蒸发段的启动功率随真空度的上升而降低。同时,加入Al_2O_3纳米粒子更有利于脉动热管的启动,其蒸发段启动热阻低于同等条件下去离子水的启动热阻。此外,加热功率大于90 W时,去离子水蒸发段的温度会发生剧烈的脉动,且随真空度不断上升,剧烈脉动的现象更加明显,原因可能是高真空度影响了液膜蒸发,使脉动热管的流型提前由弹状流转变到环形流。但加入Al_2O_3纳米粒子后并没有发生剧烈的脉动,可能是纳米粒子的加入延缓了这一现象的产生。     

热泄漏对平板型环路热管传热特性的影响

环路热管由于其出色的传热性能,正在成为高热流密度电子芯片散热的前沿技术。本文制作了一种以铜为外壳、水为工质的大功率平板式环路热管,并研究了热泄漏对环路热管传热特性的影响。通过降低毛细结构的等效热导可以有效降低热泄漏,使环路热管有更好的传热性能。结果显示,本文所制环路热管在传达距离为80 cm的时候,最大功率可达150 W以上,此时热阻约为0.08℃/W。最低启动功率为2 W,不存在启动困难的问题。     

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…     

不同加热位置对振荡热管传热性能的影响

针对利用电加热板作为热源的同一回路型自激振荡流热管,在相同的工质及充液率、相同的倾角等条件下,通过改变加热板的位置,对其壁温和热传输特性随加热功率的变化进行了对比实验研究.实验结果分析表明,对于非微尺度结构的自激振荡流热管,热源位置对其起动功率及循环动力等热传输性能有很大影响.最佳的热源位置应该在自激振荡流热管的最下部,并且热源下部不应再出现绝热段.     

传热与传质性能对余热吸附制冰机的影响

文中选用甲醇为制冷剂,对散装活性炭与块状活性炭的吸附式制冰在传热、传质方面进行了试验对比研究,结果表明,散装活性炭在有回热回质条件下COP可以大幅度提高。块状活性炭的传热系数远远好于散装活性炭。在块状活性炭吸附床的传质问题解决后,每个吸附床的吸附剂为48 kg时,两床系统有望实现日制冰600 kg。     

核心流强化传热对温差发电器性能的影响

半导体温差发电技术在汽车尾气余热的回收与利用方面具有很大的潜能。本文搭建了一套可以模拟汽车尾气排气的试验系统,并利用核心流强化传热技术研究其对采用热电发电模块回收汽车尾气的余热并将其转换成电能时的性能影响。     

流动与传热对NOx吸收催化剂性能的影响

本文通过数值计算的方法,针对NOx气体在催化剂中的流动传热和反应传质情况进行理论分析,考察影响脱除 反应和过程的各因素,深入认识催化反应与传递耦合的基本物理现象,以及催化反应剂内部过程特性,揭示物理现象与过 程的基本规律,为催化剂设计、流道优化以及发应强化提供具有参考意义的理论依据。     

脉冲加热对振荡流热管传热性能的影响

本文采用脉冲热源替代常规连续热源,通过实验观察加热功率、脉冲宽度及脉冲间隔对振荡流热管传热性能的影响,并对热管壁面温度信号进行了分析.实验结果表明,在绝人多数情况下,脉冲加热振荡流热管的传输热流量均大于连续加热时.振荡流热管的传热性能受脉冲宽度与脉冲间隔的影响,脉冲加热振荡流热管运行存在一最佳的脉冲加热参数.     

多孔金属布置对热沉传热特性影响的数值研究

本文基于传统微通道热沉的物理模型,建立了完全填充、三角形填充、梯形填充、渐扩梯形填充及底层填充5种不同几何布置形态的多孔金属微通道热沉的数值模型。在层流流动的范围内,对不同布置形态多孔金属微通道热沉的阻力系数、平均Nu数、热阻、有效温控系数及能效因子等相关参数进行了数值研究,并应用场协同原理对多孔金属强化微通道的换热性能进行了分析。结果表明:微通道热沉中填充多孔金属后可显著改善速度场与温度场之间的协同性,填充不同多孔金属布置形态的微通道热沉可使平均协同角减小9.6°~23.2°左右;5种不同多孔金属布置形态的热沉中,完全填充热沉的热阻最小,冷却效果最好;等泵功情况下,当Re数大于150时,完全填充和梯形填充热沉的综合换热性能均优于传统微通道。     

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.     

传热和内不可逆性对太阳能热机循环性能的影响

本文建立太阳能热机系统的一般循环模型，探讨传热和内不可逆性因素对其循环性能的影响；在不同的热传递规律下优化系统的各主要性能参数，对系统的效率、集热器的工作温度和热机中高、低温热交换器的传热面积比作了较深入的分析，从而获得一些有意义的新结论。