發(fā)布時(shí)間：2017-12-30 19:30

  本文關(guān)鍵詞：線性與非線性傳熱過(guò)程的Curzon-Ahlborn熱機(jī)在任意功率時(shí)的效率　出處：《物理學(xué)報(bào)》2017年13期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：熱機(jī)性能的優(yōu)化是熱力學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要問(wèn)題,而工質(zhì)與熱源之間的傳熱過(guò)程是熱機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生不可逆的主要來(lái)源.本文在引入功率增益和效率增益兩個(gè)重要參數(shù)的基礎(chǔ)上,基于一個(gè)簡(jiǎn)化的Curzon-Ahlborn熱機(jī)模型并利用合比分比原理,給出了線性與非線性傳熱過(guò)程的熱機(jī)在任意功率輸出時(shí)的效率表達(dá)式,結(jié)合數(shù)值計(jì)算詳細(xì)討論了熱機(jī)在任意功率輸出時(shí)的特性.研究表明,參數(shù)ξ作為功率增益δP的函數(shù)存在兩個(gè)分支:在第一分支上(不利情形),效率呈現(xiàn)出單調(diào)變化特征;在第二分支上(有利情形),效率隨著的δP變化是非單調(diào)的且有最大值.隨著傳熱指數(shù)的增加,熱機(jī)的工作區(qū)域減小,這源于非線性傳熱過(guò)程包含熱輻射所致.進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)功率-效率關(guān)系曲線存在權(quán)衡工作點(diǎn),熱機(jī)在該點(diǎn)附近工作能夠?qū)崿F(xiàn)最有效的熱功轉(zhuǎn)換.研究結(jié)果有助于深入理解具有不同傳熱過(guò)程熱機(jī)的優(yōu)化執(zhí)行.
[Abstract]:The optimization of heat engine performance is an important problem in the field of thermodynamics. The heat transfer process between the working fluid and the heat source is the main source of irreversibility when the heat engine works. This paper introduces two important parameters of power gain and efficiency gain. Based on a simplified Curzon-Ahlborn heat engine model and using the ratio principle, the efficiency expression of the heat engine with linear and nonlinear heat transfer processes under arbitrary power output is given. The characteristics of heat engine at arbitrary power output are discussed in detail with numerical calculation. It is shown that there are two branches of parameter 尉 as a function of power gain 未 P: on the first branch (disadvantage case). Efficiency shows monotonic variation; In the second branch (favorable case), the variation of efficiency with 未 P is non-monotone and has the maximum value. With the increase of heat transfer index, the working region of the heat engine decreases. This is due to the nonlinear heat transfer process including thermal radiation. It is further found that there are tradeoff points in the power-efficiency curve. The most effective thermal power conversion can be achieved when the heat engine works near this point. The results of the study are helpful to understand the optimal performance of the heat engine with different heat transfer processes.
【作者單位】： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)物理學(xué)院;
【基金】：中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(批準(zhǔn)號(hào):2015XKMS082)資助的課題~~
【分類號(hào)】：O414.1
【正文快照】： 1引言熱機(jī)是將外界輸入的熱能轉(zhuǎn)變成有用功的裝置,熱機(jī)效率的改進(jìn)成為第一次工業(yè)革命的引擎,這是自然科學(xué)指導(dǎo)人類生產(chǎn)實(shí)踐的典型范例.迄今為止,熱功轉(zhuǎn)換一直是熱力學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)重要問(wèn)題,熱機(jī)性能的優(yōu)化成為熱力學(xué)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力之一.當(dāng)前,隨著經(jīng)濟(jì)的全球化與社會(huì)的快速發(fā)展,

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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1 李倩文;李瑩;張榮;盧燦燦;白龍;;線性與非線性傳熱過(guò)程的Curzon-Ahlborn熱機(jī)在任意功率時(shí)的效率[J];物理學(xué)報(bào);2017年13期

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1356164