Dulong-Petit传热规律下甲烷蒸汽重整反应器熵产率最小化

基于有限时间热力学理论,考虑管式活塞流转化管外热源与管内混合反应物间传热服从Dulong–Petit传热规律[q∝?(T)~(1.25)],对管式活塞流反应器中的甲烷蒸汽重整反应进行优化。在管外热源温度分布完全可控及氢气(H_2)产率、进口压力、进口反应混合物总摩尔流率和惰性气体氮气(N2)的摩尔流率均给定的条件下,以化学反应、粘性流动、传热过程的总熵产率最小为目标,应用非线性规划数值方法对反应器的最小熵产率以及管外温度的最优分布进行了数值求解,并与管外热源温度恒定、热源温度线性变化的两种参考反应器以及分别服从牛顿传热规律[q∝?(T)]和线性唯象传热规律[q∝?(T~(–1))]的最优反应器进行了比较。结果表明,最优反应器与2种参考反应器相比熵产率降低了58%以上;对反应器进行预加热有利于减小反应器的熵产率;对于最优反应器,中间段区域存在恒定的化学驱动力或恒定的热驱动力;传热规律对SMR反应器的热源与反应物温度最优构型及最小熵产率均有显著影响。     

内可逆有机朗肯循环有限时间热力学优化

运用有限时间热力学理论建立了循环总换热面积一定时,考虑热源与循环工质的传热损失的亚临界简单内可逆有机朗肯循环模型。采用R245fa作为循环工质,分析了总换热面积、蒸发器面积比和循环工质的质量流率对循环净输出功率、热效率和热源出口温度的影响,发现合理选择上述参数可使循环的性能参数较优。所得结果对亚临界有机朗肯循环装置的设计和使用具有一定的指导意义。     

舰船汽轮机组初步设计与通流部份设计及最优化程序库

在舰船汽轮机组设计中应用电子计算机.并引进最优化技术,使设计的产品具有效率高而尺寸重量小的效果,是现代化的发展方向。为此目的,作者单位研制了本程序库,实现了从机组预先估算,各部件初步设计到汽轮机通流部份热力设计的计算机程序比和最优化,为完全的计算机辅助设计打下了基础。本文介绍了该程序序的基本思想和主要结构,并举了应用实例。     

热电发电机驱动热电热泵联合循环热力学分析

建立了新型的热电发电机驱动热电热泵联合循环模型,基于非平衡热力学理论,对装置性能进行分析,导出了供热率、无量纲供热率和供热系数与热电单元比等参数的解析式,研究了该型装置最大供热率和最大供热系数对应的最优工作电流和最优热电单元分配,分析了发电机高温热源温度、热泵供热空间温度等对装置供热率、供热系数、最优工作电流和最优热电单元分配的影响,并给出了不同发电机热源温度下,供热系数与无量纲供热率的关系曲线.     

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。     

不可逆恒温热源空气制冷机的炯经济性能优化

文章用有限时间热力学理论和方法,研究了恒温热源条件下不可逆空气制冷机的有限时间炯经济性能,导出了利润率解析式。用数值计算分析了压比、热源温比、热导率分配、压缩机和膨胀机的效率等参数对利润率的影响,并优化了循环压比和换热器的热导率分配。通过价格比,将有限时间炯经济性能目标与制冷率、熵产率及生态学目标建立了联系。所得结果对实际空气制冷设备的设计有一定指导意义。     

q(T,T_w)=α(1/T_w-1/T)传热情况下卡诺热泵的最佳供热系数与供热率间的关系

本文导出了卡诺热泵工作于非线性传热q(T,T_W)=a(1/T_W-1/T)的情况下,最佳供热系数CP_0与供热率π间的关系:π=α/(T_HT_L)((T_L-(CP_0-1)/(CP_0)T_H)/(1+δ(CP_0-1)/(CP_)))~2),式中并给出了上述关系的一些应用。