不可逆回热式磁Brayton循环制冷性能的理论及数值研究

基于统计理论推导的铁磁材料的磁热参数,建立了不可逆回热式磁Brayton循环数学模型.对于顺磁材料作工质的情形,获得了循环放热量QH、制冷量QC、回热量及性能系数δCOP的表达式的解析解.以铁磁材料钆作工质为例,数值研究了循环室温区的制冷性能,考察了归一化温度α、回热不平衡量QR及磁化过程不可逆度η对循环有效制冷量Qeff,C及δCOP的影响,并获得了不同外部磁场H1条件下循环最大温跨δT,max.数值结果显示:Qeff,C随α的增加而增加;当α≥0.6或QR≥0时,循环均能获得良好的制冷性能;磁化过程的不可逆因素会使得δCOP迅速下降.     

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。     

多级不可逆耦合制冷循环性能的分析

应用多级不可逆耦合制冷系统的一般循环模型 ,探讨热阻和内不可逆性等因素对其循环性能的影响 .导出制冷系数与制冷率间的基本优化关系 ,并对循环性能作火用分析 .所得结果具有普遍意义 ,可揭示多级制冷循环系统的一般性能特性     

多级不可逆耦合制冷循环性能的Yong分析

应用多级不可逆耦合制冷系统的一般循环模型，探讨热阻和内不可逆性等因素对其循环性能的影响。导出制冷系数与制冷率间的基本优化关系，并对循环性能作Yong分析。所得结果具有普遍意义，可揭示多级制冷循环系统的一般性能特性。     

太阳能热动力系统Brayton装置与Stirling装置分析与比较

空间太阳能热动力发电系统是非常有前景的未来空间能源供应系统,对适用于空间SD装置的Brayton循环和Stirling循环进行了详细的分析,并以7kW发电装置为对象,从质量、效率和对吸热器的要求等方面对2种循环进行了比较。结果表明,Brayton装置为目前太阳能热动力发电的首选方案,Stirling装置是未来最理想的空间发电系统。     

以变热容气体为工质的不可逆Atkinson热机的优化性能

建立不可逆Atkinson循环新模型,探索工质变热容、不可逆绝热过程和透过汽缸壁的热漏损失等对热机循环性能的影响.在给定一系列参数值的情况下,绘制出了Atkinson热机的性能特性曲线,得出了如输出功、效率和压强比的优化区间,并讨论了一些重要设计参数对循环性能的影响.     

磁Ericsson制冷循环的优化性能

研究热阻、热漏及回热损失等不可逆因素对以顺磁盐为工质的Ericsson制冷循环性能的影响,分析和讨论循环的重要性能参数及优化工作区域,所得结论为磁制冷机的优化设计和性能评价提供参考。     

Qα△(T~n)时不可逆卡诺致冷循环工况对其性能的影响

本文在定义致冷循环内不可逆性的基础上,研究了Qα△(T~n)时不可逆卡诺致冷循环工况对其性能的影响,得到了优于已报道的致冷系数与致冷率间的优化关系,讨论表明,这一关系是线性、非线性传热与内可逆及内不可逆多种情况下卡诺致冷循环普遍满足的基本优化公式.     

STOVL型战斗机变循环发动机性能数值模拟

针对短距起飞垂直降落型(STOVL)战斗机的发动机特性进行分析。在常规双轴涡扇发动机性能模拟程序的基础上, 添加了升力风扇与滚转控制喷管部件模块, 并加入了尾喷管喉道面积、模式选择阀门面积和低压涡轮导向器面积等调节变量, 编写了带升力风扇的变循环发动机整机性能数值模拟程序, 选取超音速巡航状态设计点, 确定设计点各参数, 计算分析了带升力风扇的STOVL型变循环发动机在超音速巡航状态、海平面静止状态及STOVL状态的性能参数。研究结果表明:这种创新的变循环推进系统, 通过改变发动机有效涵道比, 提供了较大的推力增加, 同时降低了耗油率。     

小型燃气轮机湿空气透平循环变工况性能

基于一小型分轴燃气轮机试验系统上的湿空气透平(HAT)循环试验,研究了在低参数下HAT循环对燃气轮机性能的改善情况及其变工况性能表现. 试验在等燃油量和等涡轮进口燃气温度2种控制工况下进行.结果表明：等燃油量控制下,湿空气的含湿量增大,可增加循环输出功率,降低燃气初温,同时减少NOx排放;等燃气初温控制下,增大含湿量可以大幅增加循环输出功率.在燃气轮机部件特性的基础上,对HAT循环变工况性能进行了仿真.计算结果表明：随着空气含湿量的增加,HAT循环中的比功和效率较简单循环都有较大改善;在相同的进气流量、燃气初温和输出功率下,增大空气含湿量能增加压气机的喘振裕度,提高运行安全性.     

比热变化对激波诱导气动矢量喷管影响的数值研究

采用基于雷诺平均的二维Navier-Stokes方程和RNG κ-ε 湍流模型的有限体积法,考虑比热随温度的变化,对激波诱导气动矢量喷管的流动情况和性能进行了数值仿真研究。结果表明:与平均定比热计算相比,变比热计算的喷管流动情况发生了较大变化,激波位置前移、激波强度减弱、喷管出口气流平均速度增大;进一步分析发现,与平均定比热计算相比,变比热计算的喷管推力系数、推力矢量角、推力矢量效率均有所增大。     

热机不可逆热力循环新析

在分析实际发动机工作过程的基础上,利用有限时间热力学理论方法,建立了一种新的不可逆热机热力循环模型.根据建立的模型推导出了热机功率、效率及其相互关系的解析表达式,并进行了计算和讨论.该模型包括了内可逆热力循环模型和考虑摩擦、热漏、内部耗散等不可逆因素时的热力循环模型,模型所反映的热机功率--效率特性变化规律与已经收集到的实际热机功率--效率特性曲线相吻合,与实际发动机工作过程相一致.结果表明:建立的模型比较简洁、全面地反映了热机实际工作过程,更具有普遍性.     

自旋系统量子布雷顿热机循环性能分析

本文建立了一种以无相互作用的自旋1／2系统为工质的量子布雷顿热机循环模型,基于量子主方程和半群方法,分析了循环的性能特征及时间演化公式,推导出效率和输出功率的一般表达式,并在一般情况下和高温极限下对循环的功率进行优化分析。     

不可逆三热源制冷机的联合循环分析

将不可逆三热源制冷机抽象为一个不可逆二热源热机驱动一个不可逆二热源制冷机的联合循环，烯后应用二热源循的有限时间热力学理论，导出其最佳制冷系数与制冷率之间的 关系。     

有限热源内可逆循环的最优性能

本文导出工作在有限高温热源和无限低温热源间,仅受传热不可逆影响的内可逆循环的最佳效率与输出功率间的关系.指出它是讨论循环最优性能的一个很普遍的基本关系式,并应用它作了多种讨论.     

变工况条件下的纯电动车热泵系统火用性能分析

基于台架试验数据和热力学第1、2定律,通过改变制冷剂R134a的充注量、室外环境温度和压缩机转速等工况条件,推导出纯电动车热泵系统的性能系数(COP)及其火用损失和火用效率的计算公式,并分析了系统的性能.结果表明:制冷剂R134a的最佳充注量为400g,纯电动车热泵系统总的火用损失为0.61~1.28kW;冷凝器和蒸发器的火用效率较低,分别为37.9%~53.1%、34.2%~61.8%.     

2个相同的宏观系统间传热不可逆的微观证明

从微观角度对2个相同的宏观系统间传热前、后的微观状态数进行了计算和比较,利用Boltzmann关系证明了总熵增加,并通过对系统间传热前、后微观状态数的数量级估计,证明了过程的不可逆性.     

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 .