谐振子系统量子热机循环性能

建立一种不可逆谐振子系统量子热机循环模型, 基于Heisenberg表象算符运动方程和半群分析法, 获得了谐振子系统中热力学第一定律和循环的时间演化公式. 推导出量子热机循环的输出功、效率、输出功率和熵产率等重要性能参数的一般表达式. 通过数值解, 得到了在最大输出功率的条件下, 热机循环中各主要性能参数的最佳优化值和优化区间. 最后, 简要地讨论了诸如无摩擦、高温等特殊情况下循环的性能特征.     

以自旋系统为工质的量子卡诺制冷循环的优化性能

建立以无相互作用的自旋为1/2的粒子组成的自旋系统为工质，由两个绝热和两个等温过程组成的量子卡诺制冷循环模型。应用量子主方程和半群逼近，研究了循环的一般性能特性，导出了制冷循环的制冷系数、制冷率和输入功三个重要参数的一般表达式。特别是详细讨论了在高温极限下自旋量子卡诺制冷循环优化性能，导出了最大制冷率和相应的制冷系数。所得结论可为低温制冷机的优化设计提供理论基础。     

变温热源不可逆联合热机循环的性能优化

建立了受外部热源有限热容、热阻和工质内不可逆性影响的不可逆联合热机循环新模型。应用对数平均温差(LMTD)和最优控制论方法,研究了循环的性能特性,导出了效率与输出功率间的优化关系,进而获得最大输出功率及其相应的效率,从而确定了输出功率和效率的优化区域,并通过数值算例和图形详细分析了高、低温端热交换因子和工质内不可逆因子对联合热机循环性能的影响。所得结论对改善联合热机循环性能有重要的指导意义。     

冷中子源逆布雷顿循环氦制冷机性能分析和优化

运用能量守恒和(火用)分析方法,对冷中子源氦制冷逆布雷顿循环过程进行热力分析和(火用)分析.找出了系统(火用)效率和各部件(火用)损失随着压缩机压比、膨胀机等熵效率、跑冷量、换热器冷热流体平均温差变化的规律,并提出减小循环跑冷量、换热器内冷热流体温差,以及提高压缩机压比、膨胀机等熵效率、物料分配均匀度以提高循环性能和系统(火用)效率的措施.基于换热器内部冷热流体温差分布对循环性能影响的分析,设计了膨胀机预冷循环方案,该方案的(火用)效率相对于基本循环提高了24 %.     

一类二热源热机的有限时间热力学分析

应用有限时间热力学理论研究一类以理想气体为工质,热交换过程是不可逆的活塞式二热源热机,探讨热阻及活塞运动对热机性能的影响,导出其基本优化关系,并应用它讨论热机的优化性能,得到一些有意义的新结论。     

量子点体系中自旋过滤、自旋流产生和自旋注入

自旋电子学是一门新兴的交叉学科,其中心主题就是对固体电子系统中电子的自旋自由度进行有效地操作和控制.量子点体系中的自旋效应近期受到了理论和实验较多的关注.本文着重介绍了自旋轨道耦合效应对量子点体系输运性质的影响,探讨了怎样利用自旋轨道耦合效应来实现对自旋的有效过滤和纯自旋流产生.基于四铁磁端双量子点体系中电子的交换相互作用机制,指出了一种可以显著提高从铁磁金属到半导体量子点自旋注入效率的新方法.     

新型核能系统S-CO2布雷顿循环特性研究

根据中国加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)概念设计,完成了CiADS与超临界二氧化碳(SCO_2)布雷顿循环的设计分析.分析了再压缩超临界二氧化碳布雷顿循环关键参数对S-CO_2布雷顿循环系统热力学性质的影响.计算结果表明,汽轮机入口温度、系统循环压比、冷凝器热端出口温度、高低温回热器端差等循环参数对循环热效率有显著影响.利用遗传算法优化计算CiADS与S-CO_2结合最高效率为35.932%,与其他采用超临界二氧化碳布雷顿循环的核电站相比,加速器驱动嬗变研究装置的热效率不是最高的,但其热效率随着反应堆出口温度的升高而提高.证明了CiADS与S-CO_2结合进行发电是一种可行的设计.     

以理想玻色气体为工质的斯特林热机的性能分析

本文利用修正的理想气体状态方程出以理想玻色气体^4He为工作物质的量子斯特林热机效率和输出功的普遍表达式，并对结果进行一些有意义的讨论，所得结论可对低温气体热机的研究提供理论依据。     

自旋极化对量子点系统电导的影响

从自旋非简并 Anderson 模型出发, 研究局域电子自旋能级分裂对系统电导的影响。由于局域电子自旋极化会破坏近藤类型的电子强关联, 在非关联近似下, 通过求解量子点的 Green函数并以自旋能级劈裂为小参数将Green 函数展开, 利用Landauer公式推导出电导变化与局域自旋能级劈裂的关系。     

自旋为1的系统的量子非经典性度量

相干态最初在1960年由Klauder和Sudarshan提出.基于此,许多经典性和非经典性的度量被提出. 1971年Radcliffe提出了原子相干态,但基于原子相干态的非经典性度量研究仍然较少.本文利用原子自旋相干态的特征提出一种度量非经典性的方法,并讨论了这种度量的若干性质,例如转动算符作用下的不变性和纯态的非经典性.我们给出了一些计算例子,例如猫态、NOON态和混合态.这种度量只在自旋为1的系统上讨论.这些结果对探索量子非经典性的度量和量子资源理论有一定的意义,也对实验室利用非经典性度量起到积极作用.     

量子卡诺热机的优化性能

研究了量子卡诺热机的最优性能,得到了量子卡诺热机输出功率和效率的优化关系及其它特性参数,揭示了经典卡诺热机为量子卡诺热机的经典极限。     

不可逆往复式变比热工质Brayton循环性能分析

对不可逆往复式Brayton循环的有限时间热力学性能进行模型研究.在考虑工质变比热及压缩和膨胀过程的内不可逆损失基础上,导出了循环比功和循环热效率的解析表达式.在典型循环特性参数条件下,对上述模型进行了数值计算.研究结果表明,工质变比热及压缩和膨胀过程的内不可逆损失对循环性能有一定影响,其中压缩和膨胀过程的内不可逆损失对循环性能影响更显著.研究结果对实际内燃机性能的评估及改进有一定的指导意义.     

天然气发动机废热特性的实验及回归分析

对某天然气发动机的废热特性进行了实验研究,掌握了该型发动机的废热产生规律,获得了不同工况下的废热数据,在对实验数据进行分析的基础上,采用二阶二变量回归模型对该型发动机废热各项指标进行回归分析,结果表明,回归模型具有较高的可信度,可为天然气发动机的废热利用提供相关数据。     

不可逆热机的热机效率与循环方向的关系

根据热力学第二定律的克劳修斯说法和熵判据论证不可逆热机的η=- W/ Q1 与循环方向有关 .不可逆热机作正向循环时 ,可用热机效率来描述其功热转换关系 ,结论是η正向 ,可逆 >η正向 ,不可逆 .这表明 :在正向循环中 ,可逆循环热机的热转换为功的比率大于不可逆循环热机 .不可逆热机作逆向循环时 ,应当采用制冷系数来描述其功热转换关系 ,所得结论是β可逆 >β不可逆 .这表明 :可逆循环制冷机单位功提取的热大于不可逆循环制冷机 ;如果仍然采用热机效率来描述其功热转换关系 ,则所得的结论应当是η逆向 ,可逆 <η逆向 ,不可逆 .这表明 :在逆向循环中向高温热源输送相同的热 Q1 的前提下 ,可逆热机消耗的功 W可逆 少于不可逆热机消耗的功 W不可逆 .在证明卡诺定理时 ,不可逆热机只能作正向循环 ,不能令其作逆向循环 .     

线性唯象传热规律下的内可逆不雷逊热机循环的功率、功率密度和效率的性能优化

以在高温热源服从牛顿传热规律而在低温热源服从线性唯象传热规律并考虑了热阻和热漏的布雷逊热机为模型,导出了该热机的输出功率、输出功率密度和效率的表达式。讨论了高温换热器的效率、低温热导和热漏对热机各种性能参数的影响。所得结果可对实际热机的优化设计提供理论依据。     

涡流室式柴油机放热特性分析的若干问题处理

作者根据多年来的实践经验,对涡流室式柴油机放热特性分析中的若干问题作了系统而扼要的论述,为放热特性的分析及其实际应用提供了实用而有效的方法.     

陶瓷发动机活塞的不稳定热传导有限元分析

本文提出了陶瓷发动机活塞不稳定热传导的轴对称有限元法分析模型,讨论了热幅射传热非线性边界条件的处理方法和初始条件的近似算法。文中以一陶瓷柴油机发动机活塞为例,介绍了该模型用于预测活塞顶温度波动现象的结果,并讨论了发动机转速和陶瓷镀层对温度波动现象的影响。     

用化学平衡法分析热机效率与排出废气中的NO含量的关系

重点分析了热机效率的提高与环境保护的关系 ,并建议在提高热机效率同时应考虑环境保护问题。     

轮刀切割器的工作性能试验与分析

对铡草机常用的凹圆弧刀、凸圆弧刀和折线刀轮刀切割器功碎干饲草的功率消耗进行了试验研究，测定了它们对干饲草的切碎性能，分析了轮刀切割器的结构参数和运动参数对切碎性能的影响，讨论了合理工作参数的选择，对轮刀切割器的设计研究具有参考价值．     

热力循环中的不可避免yong损失

为了确定在热力循环中可回收的能源潜力,将其yong损失分为可避免和不可避免的yong损失,通过内可逆卡诺循环传热温差引起的不可逆yong损失力学分析,提出了利用有限时间热力学来确定在热力循环中的不可避免yong损失的方法,推导出了确定工质和热源间的不可避免yong损失的计算公式,利用推导的公式和平均温度的概念,可以对实际循环中由温差传热引起的可避免和不可避免的yong损失进行分析和计算,从而减少可避免的yong损失,以改进循环和提高循环的yong效率。