内可逆闭式中冷回热布雷顿循环功率效率特性

应用有限时间热力学的方法分析了恒温热源条件下内可逆闭式中冷回热布雷顿循环的无因次功率和效率特性．导出了无因次功率及效率的解析式．通过数值计算，得到了分别对应于循环功率和效率的最佳中间压比分配，并研究了中冷度、回热度以及高低温侧换热器有效度对循环性能的影响．     

恒温热源中冷回热式空气制冷机的经济性能优化

用有限时间热力学理论和方法,建立了恒温热源条件中冷回热式不可逆空气制冷机模型,研究其有限时间经济性能,导出了利润率解析式。用数值算例分析了利润率与压比;利润率与换热器、回热器及中冷器侧的热导率分配的关系。通过优化中间压比及总压比,得到最优压比条件下的最大经济性能;优化高、低温换热器及中冷器侧的热导率分配,得最优热导率分配条件下的最大经济性能。对以上5个变量同时优化,可得双重最大经济性能。通过数值计算还分析了其他参数对利润率与压比、利润率与热导率分配关系的影响。通过价格比,将有限时间经济性能目标与制冷率、熵产率及生态学目标建立了联系。     

基于NSGA-Ⅱ算法的变温热源内可逆简单MCBC的性能优化

基于前人所建立的变温热源内可逆简单等温加热修正的闭式布雷顿循环（modified closed Brayton cycle,MCBC）模型,分析了压气机压比等参数对循环性能的影响。分别以无因次功率和无因次生态学函数为优化目标,以压比和各个换热器的热导率分配为优化变量,对变温热源内可逆简单MCBC进行单目标优化。最后基于NSGA-Ⅱ算法,以无因次功率、热效率和无因次生态学函数为优化目标,以压比和各个换热器的热导率分配为优化变量,对变温热源内可逆简单MCBC进行多目标优化,并分析了相关参数的灵敏度。结果表明：常规燃烧室（regular combustion chamber,RCC）和收敛型燃烧室（converging combustion chamber,CCC）外侧流体的入口温比对单目标优化结果的影响存在着明显的相互关系;与单目标优化得到的结果相比,多目标优化得到的最优解对应的偏差指数更小,其中通过香农熵决策得到的偏差指数最小;优化变量变化±10%对最优无因次功率、最优热效率、最优无因次生态学函数及其对应的等温压降比的影响很小,其变化范围均不超过5%。     

改进型Kalina循环的热力性能分析

本文在典型Kalina循环基础上,提出了一种改进型Kalina循环,建立了该循环热力性能的数学模型,根据热力学第一定律和第二定律,利用EES软件仿真模拟了改进型Kalina循环的热力性能,并与典型Kalina循环进行相同模拟条件下的性能对比。结果表明：额定工况下,改进型Kalina循环的热效率为28．64％,比典型Kalina循环高0．66个百分点,增幅为2．36％;改进型Kalina循环的炯效率为43．63％,比典型Kalina循环高1个百分点,增幅为2．292％。另外在本文研究范围内,提高透平进口压力或进口温度,降低透平出口压力均能使两种Kalina循环的热效率、炯效率升高,同时,改进型煳i越循环的热效率和炯效率一直高于典型Kalinn循环的热效率和炯效率。     

具有热阻、热漏和内不可逆性的联合卡诺热机生态学优化

用有限时间热力学的方法分析具有热阻、热漏、内不可逆性的定常流联合卡诺型热机循环．导出了在傅立叶导热定律下联合循环功率、效率和生态学指标的性能，并进行优化；得到功率、效率和生态学指标之间的优化关系，并由数值计算分析了功率、效率和循环熵产率之间的关系．所得的结果表明，最大生态学指标下的效率十分接近于联合循环可以达到的最大效率；相应的熵产率也要低于以输出功率为优化目标时的熵产率．     

回热式空气制冷循环性能新析

采用制冷率密度这一新的性能参数作为热力学优化目标，用有限时间热力学的方法，分析了回热式空气制冷循环的性能，得到了普适的解析关系式，并由数值计算分析了压比、热导率分配、压缩机和膨胀机的效率等参数对制冷率密度的影响特点。     

传热不可逆回热式布雷顿制冷机分析

用有限时间热力学方法分析实际隐态制冷装置性能，导出了恒温和变温热源条件下实际闭式回热式布雷顿制冷循环制冷率与压力比和制冷系数与压力比之间的解析关系。考虑了不可逆性包括高，低温侧换热器和回热器的不可逆传热损失，压缩机和膨胀机中的非等熵压缩和膨胀损失，以及管路系统中的压力损失，通过优化两个换热器和回热器之间的热导率分配或传热面积分配可得循环最优性能，由数值算例给出了各项损失对循环制冷率和制冷系数的影响。     

基于yong分析的内可逆简单空气制冷循环性能优化

基于yong分析的观点，运用有限时间热力学方法分析恒温热源内可逆简单空气制冷循环的特性，导出制冷率、生态学目标函数和yong效率与压缩机压比等主要影响参数的解析式，以相应的数值计算分析压缩机压比、高低温侧换热器热导率分配对循环性能优化的影响特点，并把生态学优化目标、yong效率优化目标和传统的制冷率优化目标进行综合比较。所得结果对工程制冷系统设计具有一定的指导意义。     

变温热源不可逆布雷顿制冷循环制冷率密度优化

用有限时间热力学分析方法,制冷率密度为热力学优化目标,分析了变温热源条件下不可逆布雷顿制冷循环的性能,得到了普适的解析关系式,并由数值计算分析了压比、热导率分配以及工质和热源间热容率匹配等参数对制冷率密率的影响特点.     

计算机用于低温制冷系统的设计和最佳化

本文论述了用LBL计算GEOTHM程序设计最佳低温制冷系统。该程序广泛地用来设计最佳热循环和其它的动力循环。GEOTHM程序可计算包括制冷循环在内的多种热力循环。GEOTHM有一个使单步热力循环各参数最佳的优化程序。能设计达55个最佳参数的制冷循环，从而使制冷成本最低，热效率最高，还论述了优化程序在两种液氨制冷循环中的应用，使这些循环的制冷成本最低，输入功率最小。     

Exergy analysis of gas turbine trigeneration system for combined production of power heat and refrigeration

A conceptual trigeneration system is proposed based on the conventional gas turbine cycle for the high temperature heat addition while adopting the heat recovery steam generator for process heat and vapor absorption refrigeration for the cold production. Combined first and second law approach is applied and computational analysis is performed to investigate the effects of overall pressure ratio, turbine inlet temperature, pressure drop in combustor and heat recovery steam generator, and evaporator temperature on the exergy destruction in each component, first law efficiency, electrical to thermal energy ratio, and second law efficiency of the system. Thermodynamic analysis indicates that exergy destruction in combustion chamber and HRSG is significantly affected by the pressure ratio and turbine inlet temperature, and not at all affected by pressure drop and evaporator temperature. The process heat pressure and evaporator temperature causes significant exergy destruction in various components of vapor absorption refrigeration cycle and HRSG. It also indicates that maximum exergy is destroyed during the combustion and steam generation process; which represents over 80% of the total exergy destruction in the overall system. The first law efficiency, electrical to thermal energy ratio and second law efficiency of the trigeneration, cogeneration, and gas turbine cycle significantly varies with the change in overall pressure ratio and turbine inlet temperature, but the change in pressure drop, process heat pressure, and evaporator temperature shows small variations in these parameters. Decision makers should find the methodology contained in this paper useful in the comparison and selection of advanced heat recovery systems.     

可变内容积比螺杆式压缩机的性能分析

随着冷水机组、单元式空调机和水源热泵机组等产品的能效指标从名义工况EER或COP发展到IPLV或ICOP,机组的变容量或变工况性能主要取决于压缩机的变容量或变工况性能。固定内容积比的螺杆式压缩机如果在偏离设计工况下工作,效率下降,进而导致整个机组的性能下降。本文研究变内容积比螺杆式压缩机,内容积比可变化,使得压缩机内压比与外压比与工况相适应,可提升压缩机效率及机组性能。应用于冷水机组、水源热泵机组时,水源热泵机组在制冷工况时能效比可提高14.1%～35%,冷水机组的IPLV可提高7.2%左右。     

梯级吸排气循环理论及应用

为了提升燕气压缩式制冷/热泵装置的能效,提出了一种新循环一一梯级吸排气循环。通过设置数个具有一定梯度的吸排气压力,实现制冷剂对换热流体温度的梯形逼近,有效减小蒸发器与冷凝器的传热不可逆损失,同时降低循环压比。梯级吸排气循环的实际节能效果受多种因素影响,研究表明:换热流体温度变化幅度以及蒸发器与冷挺器传热能力强弱对其节能幅度 的影响超过6.5%;不合理的过冷度设计甚至会导致其丧失节能性。最后,本文基于实践案例对梯级吸排气循环在实际应用中的 节能效果进行介绍。     

全封闭式涡旋膨胀机在车用有机朗肯循环中的特性研究

本文针对中低温余热特性搭建了2kW目标发电量的小型有机朗肯循环发电系统。实验研究了全封闭式涡旋膨胀机在有机朗肯循环系统中的参数特性。通过改变膨胀机进出口的状态,研究了运行压比和转速对于膨胀机单体及系统性能的影响。性能参数主要包括等熵效率、容积系数、循环热效率及循环净功。结果表明:膨胀机运行压比是影响系统性能的重要参数,循环净功随压比的增大而增加,循环热效率及膨胀机的等熵效率随压比变化均存在最优值;考虑内泄漏及摩擦损失等影响,最优运行压比一般应略大于膨胀机设计比;提高膨胀机转速能有效减少内泄漏损失。     

板翅式回热器在高温气冷堆中的应用特性

根据布雷登循环的特点,选择板翅式回热器应用于高温气冷堆氦气直接透平循环的设计,以清华大学核研院设计的10万千瓦级高温气冷堆示范电站为例,在回热度一定的情况下,分析了回热器的迎风面积变化对换热面积、传热系数、压降以及循环效率的影响.并在一定的迎风面积下,进一步分析了回热度的变化对回热器及循环效率的影响.根据关键参数(迎风面积、压降、回热度、循环效率)之间的相互作用,研究了体积和压降对板翅式回热器设计的约束.研究结果表明,体积紧凑和降低压降这两个主要的约束条件是相互矛盾的.     

基于(火用)分析的内可逆简单空气制冷循环性能优化

基于(火用)分析的观点,运用有限时间热力学方法分析恒温热源内可逆简单空气制冷循环的特性,导出制冷率、生态学目标函数和(火用)效率与压缩机压比等主要影响参数的解析式,以相应的数值计算分析压缩机压比、高低温侧换热器热导率分配对循环性能优化的影响特点,并把生态学优化目标、(火用)效率优化目标和传统的制冷率优化目标进行综合比较.所得结果对工程制冷系统设计具有一定的指导意义.     

回热器在高温气冷堆氦气透平循环中的应用

高温气冷堆相匹配的能量转换系统——氦气透平循环(布雷登循环)发电具有发电效率高、系统简单、安全可靠、经济性好等优点,是目前高温气冷堆领域的发展方向。影响布雷登循环效率的关键参数包括堆芯的进出口温度、压气机和透平的绝热效率、回热度、压比及循环系统的压力损失率。本文详细验证了回热器在高温气冷堆氦气轮机循环中的作用,并通过计算10MW高温气冷堆布雷登循环,分析这些参数对循环效率的影响。某于目前反应堆参数．给出了一组影响布雷登循环效率的参数值。     

双级一次加热式热泵热水机的研究

通过对市场上存在的循环加热式和一次加热式2种传统形式的热泵热水机进行对比分析,发现前者工程系统复杂,且由于系统水泵功耗会造成系统能效下降,而后者虽然工程得到简化,但由于长期高压比工作,能效低下。为此,作者设计出一种高效节能的新型热泵热水器形式——双级一次加热式热泵热水机,既取消了循环泵,保持了一次加热式的工程优势,同时也降低了系统的压缩比,实现了高能效。本文重点阐述双级一次加热式热泵热水机的设计方案、主要性能优势和相关关键技术,通过理论分析和实验验证,得出如下结论：双级一次加热式热泵热水系统与传统单级一次加热式相比,输入功率大幅下降,COP明显提高;双级一次加热式热泵热水系统与循环加热式相比,省却循环水泵的功耗,COP也具有优势。