不可逆闭式布雷顿热电联产装置火用经济性能优化

应用有限时间热力学方法,研究了恒温热源条件下不可逆闭式布雷顿联产装置的火用经济性能,导出了利润率及火用效率解析式.利用数值计算方法,以利润率为目标,对热导率分配和压比的选取进行了优化.研究了最优利润率及相应火用效率特性,并分析了各种联产设计参数对联产优化性能的影响.结果表明,对于给定的总热导率,在高温、低温和用户侧换热器之间,存在唯一的最佳热导率分配比和唯一的最佳压比,使得装置的无因次利润率取得最大值;同时存在最佳用户温度.     

恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的(火用)经济性能优化

用有限时间热力学理论和方法研究了恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的火用经济性能,导出了无量纲利润率和火用效率的解析式.以利润率和火用效率为目标,通过数值计算对热导率的分配、中间压比的选取进行了优化.得到了最大利润率和火用效率.进一步对总压比进行优化,得到了双重最大利润率,但火用效率不存在双重最大值.详细分析了设...     

实际回热式布雷顿热电联产装置的火用经济性能——I.循环模型与参数分析

应用有限时间热力学方法,研究了恒温热源条件下实际回热式布雷顿热电联产装置的火用经济性能,导出了利润率及火用效率解析式.利用数值计算方法,分析了各种设计参数对联产装置性能的影响.     

实际回热式布雷顿热电联产装置的[火用]经济性能——Ⅰ．循环模型与参数分析

应用有限时间热力学方法，研究了恒温热源条件下实际回热式布雷顿热电联产装置的[火用]经济性能，导出了利润率及[火用]效率解析式。利用数值计算方法，分析了各种设计参数对联产装置性能的影响。     

高炉余能余热驱动的内可逆闭式布雷顿热电冷联产装置火用经济性能分析

用有限时间热力学理论研究恒温热源条件下由一个内可逆闭式布雷顿热机循环和一个内可逆四热源吸收式制冷循环组成的高炉余能余热驱动的热电冷联产装置的火用经济性能,导出热电冷联产装置的利润率和火用效率与压气机压比的关系。利用数值计算,分析热电比和吸收式制冷循环总放热量在吸收器和冷凝器之间的分配率对利润率与火用效率关系的影响,并研究联产装置各种参数对最大利润率及相应火用效率特性的影响。     

不可逆回热布雷顿CCHP装置FTT建模

应用有限时间热力学理论和方法(FTT)建立了闭式不可逆回热布雷顿热电冷联产(CCHP)装置模型,导出了装置无量纲可用能率、火用输出率、利润率、第一定律效率和火用效率的解析式。通过数值计算得到了各个性能指标与压比的关系,优化了压比。分析了设计参数对最优性能的影响,发现回热能够显著增大第一定律效率和火用效率;增大压气机和透平效率、压力恢复系数能够增大5个性能指标,但前者使相应压比增大,后者使相应压比减小;增大热电比能够显著增大可用能率和第一定律效率;分别存在最佳的供热温度使5个最优性能指标取得最大值;提高冷库温度能增大可用能率和第一定律效率,但会降低火用输出率、火用效率和利润率。     

开式回热燃气轮机热电冷联产装置性能优化

建立了考虑压降的开式回热燃气轮机热电冷联产装置的有限时间热力学模型,导出了各个部件的相对压降和各个热流率与压气机进口相对压降的关系式,以第一定律效率、[火用]输出率、[火用]效率和利润率为目标,在无燃料消耗和装置尺寸约束下,通过数值计算发现分别存在最佳的压气机进口相对压降使[火用]输出率和利润率取得最优值,进一步优化压比,得到了最大[火用]输出率和利润率,分别存在最佳的供热温度使最大[火用]输出率和利润率取得双重最大值,以利润率为设计目标能够减小装置的尺寸.在燃料消耗和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优效率,同时各部件流通面积分配也得到了优化.回热能够增大装置的利润率和效率.     

高炉余能余热驱动不可逆中冷回热燃气轮机热电联产装置的经济性能研究

建立了高炉余能余热驱动的变温热源不可逆中冷回热燃气轮机热电联产装置模型,以利润率为目标,用有限时间热力学理论和方法及有限时间经济分析法研究了装置的性能;导出了无量纲利润率和效率的解析式,分析了总压比给定和总压比变化两种情形,优化了中间压比和总压比;通过数值计算研究循环参数对装置性能的影响,讨论利润率和效率之间的关系,得出其特性关系为扭叶型;研究发现存在最佳的用户侧温度可以使利润率取得双重最大值。     

中冷回热布雷顿热电联产装置的(火用)经济性能——不可逆恒温热源循环性能分析

用有限时间热力学理论和方法研究了恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的经济性能,导出了无量纲利润率和效率的解析式.讨论了总压比给定和总压比变化两种情形,优化了中间压比,通过数值计算详细分析了各设计参数对循环一般性能和最优性能的影响,发现回热和中冷能够较大地提高装置的利润率和效率,并且随压比的变化对利润率和效率具有不同的影响.讨论了利润率和效率之间的关系,其特性关系为扭叶型.最后发现分别存在最佳用户侧温度使得利润率和效率取得双重最大值.     

恒温热源内可逆Brayton热电联产循环的利润率密度分析

根据能量系统有限时间综合经济分析的思路,引入新的循环性能指标:利润率密度(定义为利润率与循环最大比容之比),对恒温热源内可逆Brayton热电联产循环的利润率密度特性进行了分析,并将最大利润率密度及最大利润率时的循环参数进行了对比.研究表明,与最大利润率工况相比,尽管最大利润率密度工况下循环的利润率有所减小,但循环的火用效率有较大幅度的提高,设备体积也大为减小,实现了循环利润率与设备体积的最佳折衷.本文的研究表明,利润率密度可以作为热电联产系统设计的一种备选方案.     

中冷回热布雷顿热电联产装置的经济性能——不可逆恒温热源循环性能分析

用有限时间热力学理论和方法研究了恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的经济性能,导出了无量纲利润率和效率的解析式。讨论了总压比给定和总压比变化两种情形,优化了中间压比,通过数值计算详细分析了各设计参数对循环一般性能和最优性能的影响,发现回热和中冷能够较大地提高装置的利润率和效率,并且随压比的变化对利润率和效率具有不同的影响。讨论了利润率和效率之间的关系,其特性关系为扭叶型。最后发现分别存在最佳用户侧温度使得利润率和效率取得双重最大值。     

中冷回热布雷顿热电联产装置的火用性能分析

建立了恒温热源内可逆中冷回热布雷顿热电联产装置模型,基于火用分析的观点,用有限时间热力学理论和方法研究了装置的性能,导出了无量纲火用输出率和火用效率的解析式。讨论了总压比给定和总压比变化两种情形,优化了中间压比和总压比,通过数值计算分析了回热度、中冷度和高温侧热源温度与环境温度之比等参数对装置一般性能和最优性能的影响,研究了火用输出率和火用效率之间的关系,其特性关系为扭叶型。最后发现分别存在最佳的用户侧温度使火用输出率和火用效率取得双重最大值。     

高炉余能余热驱动的不可逆闭式布雷顿热电冷联产装置火用性能分析

用有限时间热力学理论建立了由一个高炉余能余热驱动的不可逆闭式布雷顿循环和一个内可逆四热源吸收式制冷循环组成的热电冷联产循环模型,导出了其火用输出率和火用效率的表达式。利用数值计算方法,分析了循环各参数对火用输出率和火用效率与压比关系的影响,比较了最大火用输出率和最大火用效率性能,给出了实际热电冷联产装置设计和运行的建议。     

广义不可逆卡诺热机的有限时间经济性能分析

研究了牛顿定律系统广义不可逆卡诺热机有限时间(火用)经济性能,导出了存在热阻、热漏和其他内不可逆性时的最优利润率的解析式和最大利润率及相应的效率界限.     

广义不可逆卡诺热机的有限时间(火用)经济性能分析

研究了牛顿定律系统广义不可逆卡诺热机有限时间(火用)经济性能,导出了存在热阻、热漏和其他内不可逆性时的最优利润率的解析式和最大利润率及相应的效率界限.     

分布式冷热电联产系统的能量梯级利用率新准则

分布式冷热电联产系统评价准则对系统集成开拓与设计优化至关重要,传统的热效率、火用效率等难以全面科学地评估多供能系统性能特性,也不适于作为联产系统设计优化的目标函数。文章概述了目前常用的评价准则及其存在问题,基于热力学基本方程和联产系统的本质特征,提出了能量梯级利用率的评价准则。新准则从发电、制冷及供热等过程耗用能量的品位和生产产品的品质等来全面权衡不同能量转换利用过程的本质差异,并借助权重系数来综合量化描述。还结合实际的联产系统算例,对新准则和原有的评价准则进行比较分析。研究表明,该准则应用简便、合理、准确,为冷热电联产系统集成开拓与设计优化提供了一个更好的新准则。     

闭式内可逆回热布雷顿热电冷联产装置(火用)分析

应用有限时间热力学理论和方法建立了闭式内可逆回热布雷顿热电冷联产装置模型,导出了装置无量纲(火用)输出率和效率的解析式。通过数值计算分析了回热器热导率对(火用)输出率和(火用)效率的影响,发现存在临界压比,同时优化了压比,研究了热电比、制冷和供热温度等设计参数对最优(火用)输出率和(火用)效率以及相应最佳压比的影响,发现最优(火用)输出率时的设计压比要大于最优(火用)效率时的设计压比,最优(火用)输出率和(火用)效率均随冷用户温度的升高而减小,分别存在最佳的热用户温度使(火用)输出率和(火用)效率取得最大值,热用户温度对装置最优(火用)性能的影响比冷用户温度更为明显。     

基于TRNSYS的太阳能耦合燃料电池热电联产系统的模拟研究

文章建立了太阳能耦合燃料电池热电联产系统的TRNSYS模型。采用镇江地区的天气数据(太阳直射辐射强度和环境温度),模拟了该系统在各典型日的火用效率。得出热电联产系统的集热量、发电量及火用效率均随着太阳辐射强度的增强而提高的结论。基于此,将热电联产系统的生命周期成本设为优化目标,采用Hooke-Jeeves算法对关键运行参数进行优化。结果表明:当集热器面积为15 m²,单电池片数为60个,蓄热水箱容积为5 m²,太阳能电池板面积为5 m²时,可以获得最小的生命周期成本49.1万元,比常规模型降低11.7%;优化后的热电联产系统在典型日的火用效率为50%~57%,较常规热电联产系统提升50.0%~85.7%。     

广义不可逆联合热泵循环有限时间炯经济性分析与优化

研究了存在热阻、热漏和内不可逆性的广义不可逆联合热泵循环有限时间火用经济性能,导出了在线性传热定律下循环最佳利润率和最佳供热系数的解析式以及二者的优化关系,并用数值算例对比分析了热漏、内不可逆性和价格比对利润率和火用经济性能界限的影响。广义不可逆联合热泵循环的有限时间火用经济学性能界限通过价格比与有限时间热力学性能界限和经典热力学限建立联系。结果对于实际联合热泵确定设计参数,判定工况是否处于最优经济状态有一定的指导作用。     

广义不可逆联合制冷循环有限时间(火用)经济性分析与优化

研究了存在热阻、热漏和内不可逆性的广义不可逆联合制冷循环有限时间(火用)经济性能,导出在线性传热定律下循环最佳利润率和最佳制冷系数的解析式以及二者的优化关系,并用数值算例对比分析了热漏、内不可逆性和价格比对利润率和(火用)经济性能界限的影响.