复杂传热规律下有限高温热源热机循环的最优构型

基于包括牛顿传热规律、线性唯象传热规律、辐射传热规律、Dulong-Petit传热规律、广义对流传热规律和广义辐射传热规律的一类普适传热规律Q∝△（T^n）^m,用有限时间热力学理论研究了有限高温热源和无限低温热源条件下一类内可逆热机的最优构型．分析中仅考虑了有限速率传热不可逆性．用等效热源温度导出了热机的最优功率与效率间关系,所得结果包含了近期一些文献的结果,对实际热机的设计工作具有一定的理论指导作用．     

Q∝△(Tn)时广义不可逆卡诺热机的生态学性能优化

以反映热机功率与熵产率之间最佳折衷的"生态学"准则为目标,根据生态学优化方法研究传热规律服从Q∝△(Tn)时不可逆卡诺热机生态学最优性能.在内可逆模型基础上,用常数项q表示热漏流率,用常数项φ表示除热阻和热漏以外的其余不可逆性,导出了传热规律服从Q∝△(Tn)时广义不可逆卡诺热机生态学优化性能.通过数值计算对不同损失、不同传热规律情况下的热机生态学性能变化规律进行了比较分析,本文结果对实际热机的设计工作具有一定的理论指导意义.     

Q∝Δ（T^n）时广义不可逆卡诺热机的生态学性能优化

以反映热机功率与熵产率之问最佳折衷的“生态学”准则为目标，根据生态学优化方法研究传热规律服从Q∝Δ(T^n)时不可逆卡诺热机生态学最优性能．在内可逆模型基础上，用常数项q表示热漏流率，用常数项Φ表示除热阻和热漏以外的其余不可逆性，导出了传热规律服从Q∝Δ(T^n)时广义不可逆卡诺热机生态学优化性能．通过数值计算对不同损失、不同传热规律情况下的热机生态学性能变化规律进行了比较分析，本文结果对实际热机的设计工作具有一定的理论指导意义．     

热漏对导热规律为q∝△T^m的卡诺循环性能的影响

本地出了服从传热规律ｑ∝△Ｔ＾ｍ的内可逆卡诺热机在热漏影响下的基本优化关系式， 了ｍ取各种不同值时的情况及热漏对热机性能的影响。     

混合热阻条件下广义热机的最优构型及其性能

研究了有限热源条件下工质与热源间传热规律服从混合热阻形式时热机的有限时间热力学性能，讨论了循环的最优构型及最优功率与效率间的优化关系，所得结果对实际热机的设计工作具有一定的指导作用。     

Q∝(ΔT)n时广义不可逆卡诺热机的生态学性能优化

以反映热机功率与熵产率之间最佳折衷的"生态学"准则为目标,综合考虑热阻、热漏及内不可逆性的影响,导出了传热规律服从Q∝(ΔT)n时不可逆热机生态学最优性能,对n=1和n=1.25的2种典型传热规律进行了进一步讨论,该文结果对实际热机的设计工作具有一定的理论指导意义.     

Q∞(ΔT)~n时广义不可逆卡诺热机的生态学性能优化

以反映热机功率与熵产率之间最佳折衷的"生态学"准则为目标,综合考虑热阻、热漏及内不可逆性的影响,导出了传热规律服从Q∝(ΔT)n时不可逆热机生态学最优性能,对n=1和n=1.25的2种典型传热规律进行了进一步讨论,该文结果对实际热机的设计工作具有一定的理论指导意义.     

Q∝（△T）^n时广义不可逆卡诺热机的生态学性能优化

以反映热机功率与熵产率之间最佳折衷的“生态学”准则为目标，综合考虑热阻、热漏及内不可逆性的影响，导出了传热规律服从Q∝(△T)^n时不可逆热机生态学最优性能，对n=1和n=1．25的2种典型传热规律进行了进一步讨论，该文结果对实际热机的设计工作具有一定的理论指导意义．     

广义传热规律下的斯特林热机的Z函数优化

基于广义传热规律Q∝(ΔT)m,建立不可逆斯特林热机模型,并考虑热阻、热漏和回热损失对热机的影响.以Z函数为目标实现功率与效率之间的协调优化,对比研究Z函数与效率、功率与效率,功率与效率的关系曲线,讨论漏热率、回热器效率、回热时间等参数对斯特林热机性能的影响.结果表明:漏热率越小,回热时间越短;回热器效率越大,斯特林机性能越好.     

导热规律为q∝△1／T的不可逆卡诺热机的最优性能

本文研究服从导热规律为 q∞Δl/T 的不可逆卡诺热机的性能界限,导出了该热机的输出功率与最佳效率之间的关系式,揭示了不可逆因素对热机各种优化性能的影响。     

On Certain Differential Operator

给出了微分算子在微分不等式中的应用．     

热漏对混合热阻条件下卡诺热机性能的影响

在混合热阻条件下和卡诺热机性能分析的基础上,进一步研究热漏对循环的影响,导出了有热漏时,混合热阻条件下的卡诺热机的输出功率与效率的关系．     

Hamilton-Jacobi-Bellman equations and dynamic programming for power-optimization of a multistage heat engine system with generalized convective heat transfer law

A multistage endoreversible Carnot heat engine system operating between a finite thermal capacity high-temperature fluid reservoir and an infinite thermal capacity low-temperature environment with generalized convective heat transfer law [q∝(ΔT) m ] is investigated in this paper.Optimal control theory is applied to derive the continuous Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) equations,which determine the optimal fluid temperature configurations for maximum power output under the conditions of fixed initial time and fixed initial temperature of the driving fluid.Based on the universal optimization results,the analytical solution for the Newtonian heat transfer law (m=1) is also obtained.Since there are no analytical solutions for the other heat transfer laws (m≠1),the continuous HJB equations are discretized and dynamic programming algorithm is performed to obtain the complete numerical solutions of the optimization problem.The relationships among the maximum power output of the system,the process period and the fluid temperature are discussed in detail.The results obtained provide some theoretical guidelines for the optimal design and operation of practical energy conversion systems.     

非线性传热情况下斯特林热机的有限时间热力学分析

本文导出斯特林热机工作于非线性传热情况下,最佳功率N与效率η之间的关系。     

卡诺热机的最小能量损失

讨论含有热阻和热漏的不可逆卡诺热机中最小能量损失，导出热机工作在一定条件下，其单位功率的最小能量损失率的最高和最低界限，并作了分析，所得结论可为热机的优化设计和最佳工况选择提供一些新的理论指导。     

基于热管和两级温差发电的船舶余热利用研究

为了对船舶余热进行利用以达到节能的目的,该文结合船舶烟气余热的特点,设计了一种加装在船舶柴油机排烟管上采用热管强化传热的两级温差发电装置。通过建立温差发电有限时间热力学模型,设计了实验系统并搭建实验平台。实验后分析实验数据并验证两级温差发电装置利用余热的可行性。结果表明,在两级温差发电实验装置热端温度为473 K时,其输出功率最大可达到250 W,热效率为5.37%,在相同工况条件下,相比于单级温差发电实验装置4.04%的热效率提高了32%,证明了利用该装置对船舶余热进行回收利用是可行的。     

汽机热泵系统热力学分析与运行优化

建立了汽机热泵系统的内可逆数学模型,并基于有限时间热力学对系统性能进行了分析研究.汽机热泵系统由内可逆汽机循环和内可逆压缩式热泵循环组成.在动力部分保持一定的输出功率和热泵部分保持一定的制热率的前提下,以损失最小为优化目标函数进行优化研究,得到了系统运行参数、汽机效率、热泵cop和系统性能系数随无因次输出功率和无因次制热率的变化关系.算例研究显示动力运行参数随输出功率趋于线性变化,热泵cop的变化明显,系统性能系数随输出功率和热泵制热率的增大均增加.优化结果可为汽机热泵系统运行提供指导.     

内燃机排气余热回收温差电单偶的模拟分析

选取Bi2Te3和CoSb3两种温差电材料对温差电单偶建立了数学模型,导出温差电单偶的功率和效率计算公式,分析冷热端陶瓷片表面温度、温差电单偶长度以及表面对流传热系数对温差电单偶性能的影响,并对比两种材料在相同条件下的性能.分析结果表明:提高热面温度、降低冷面温度、缩短温差电单偶的长度和提高热表面对流传热系数均可以提高温差电单偶的最大输出功率,但最大转换效率却不能随之持续增大,缩短温差电单偶的长度甚至会使最大转换效率降低.两种材料的温差电单偶相比较,Bi2Te3材料制成的温差电单偶更适用于对600,K以下的低温热量进行回收,而CoSb3材料制成的温差电单偶则更适用于对内燃机排气等700,K以上的中高温热量进行回收.     

联合动力循环的有限时间热力学分析

研究一类工作于两个热源间的联合动力循环,探求这类循环的最优构形,以及最佳效率与输出功率间的关系,指出它是讨论联合动力循环最优性能的一个基本而重要的关系,所得的结果比Rubin和Andresen的结果更接近于实际。