传递规律——基础理论研究

能量的传递和转换必然伴随其“质”———火用的传递和转换．基于质量、动量和能量传递的基本规律,结合局域平衡假设的热力学关系,本文导出了描述火用传递规律的基本方程组,并讨论了其基本求解策略．应用这一方程组于实际过程,可求得火用的时空分布．     

管式换热器在混合气体余热回收中的传热优化

为了研究高温混合气体在管式换热器中的传热特性,基于k-ε湍流模型、传热理论和Maxwell-Stefan扩散理论建立三维稳态数值模型,分析物质扩散条件对换热器温度场分布的影响。对换热器进行参数化分析,如冷热流体入口温度、速度,并从?的角度探究换热器的热传递效率。研究发现,物质扩散改变了混合气体中各组分的分布,使在传热中占主导地位的氢气发生回流扩散,反复换热,消耗高温流体热量,降低了换热器的传热性能,与未考虑物质扩散因素相比,等效传热系数从16.564 W/(m~2·K)降为15.955 W/(m~2·K),且在一定的工况参数范围内,换热器的效率在10%～30%之间,冷却效果明显。     

论能量的可用性

论证了环境对能量的传递和转换具有双重约束:1.环境加于能量传递过程的数量约束,它将过程能量划分为“用户可得到的能”和“用户不可得到的能”。2.环境加于能量转换过程的约束,它将过程能量划分为“作功能”与“不可作功能”。由于两种约束的同时作用,故过程能量被划分为四种不同类型的子集合,即“”,“”,“无效功”及“无效热”。“寂态热”则属于“非过程能量”。论述了能量的可用性:的作用在于完成有效功,保证过程的方向及最终目标;的作用则是调整的浓度(即能级),从而控制过程的速率。寂态能转变为是需要经过设备加工的,故也是有经济价值的能量。节能的指导思想是在合理的能级匹配(减少变)基础上,提高能量利用率(减小变寂态能)。     

基于分析的内燃机排气余热ORC混合工质性能分析

使用非共沸混合工质可以降低ORC系统的不可逆损失.为此,建立了内燃机排气余热ORC模型,分析了不同组分非共沸混合工质toluene/R141b在不同蒸发温度和冷凝温度下的热效率、效率和损失.分析结果表明:混合工质的效率均低于纯工质;纯toluene的热效率和效率最高.使用混合工质,一方面可以拓宽工质选择范围;另一方面,由于温度滑移,混合工质可以更好地与热源匹配,减小不可逆损失.     

基于[火用]方法的空调冷热源系统优化决策

结合[火用]方法和热经济学原理建立了空调冷热源系统的火用分析模型，阐述了产品[火用]成本是评价冷热源系统方案优劣的关键因素．采用多目标模糊决策方法，综合考虑了单位产品[火用]成本、初投资、技术先进性、安装面积、运行安全可靠性、维护管理难易程度和环保性等多种影响因素，基于[火用]方法的冷热源优化决策算法．通过应用实例，说明了此新优化决策算法相比工程中传统决策方法，可靠性更高，使各决策方案间优劣区分度更加明显．     

基于(火用)参数的环境影响评价

基于火用概念讨论了和环境影响之间的内在联系,阐明了参数可用于度量排放物对环境影响的程度,介绍了系统排放的废弃物和废热火用计算模型,提出通过修正参考环境基准值来调整污染物值以反映污染物对环境影响程度的方法。将这种方法应用于排污计量及排污收费,经实例分析是可行的。     

基于(火用)方法的空调冷热源系统优化决策

结合方法和热经济学原理建立了空调冷热源系统的分析模型,阐述了产品成本是评价冷热源系统方案优劣的关键因素.采用多目标模糊决策方法,综合考虑了单位产品成本、初投资、技术先进性、安装面积、运行安全可靠性、维护管理难易程度和环保性等多种影响因素,基于方法的冷热源优化决策算法.通过应用实例,说明了此新优化决策算法相比工程中传统决策方法,可靠性更高,使各决策方案间优劣区分度更加明显。