不可逆布雷遜、狄塞爾和奧托熱機循環(huán)的性能特征分析.pdf

1、在1997年，F(xiàn)rost等人提出Braysson熱機并應用熱力學第一定律求出其輸出功率、輸出功率密度和效率與溫比之間的解析表達式，并通過數(shù)值計算，得出了高、低溫側換熱器的熱導率分配以及工質溫比對輸出功率、輸出功率密度和效率的影響。Braysson熱機循環(huán)是由一般的Brayton熱機循環(huán)和Ericsson熱機循環(huán)混合而成，在高溫工質部分采用Brayton熱機循環(huán)的高溫吸熱部分，在低溫工質部分采用Ericsson熱機循環(huán)的低溫放熱部分。由于

2、Braysson熱機的研究較少，所以進一步研究它是很有價值的。而Diesel熱機和Otto熱機是應用非常廣泛的熱機，但大部分論文只是考慮了部分不可逆因素的熱機模型，所以建立一個更一般的熱機模型也是很有必要的?；谝陨锨闆r，本文主要研究了廣義不可逆Braysson熱機循環(huán)、廣義不可逆Diesel熱機循環(huán)和廣義不可逆Otto熱機循環(huán)的性能特征。通過理論分析和數(shù)值計算，做了如下工作： 第二章在前人的研究基礎上，建立了考慮熱阻、熱漏損失

3、和內不可逆性存在時的廣義不可逆Braysson熱機循環(huán)模型。對輸出功率、效率和生態(tài)學目標函數(shù)三者的性能參數(shù)進行優(yōu)化，導出了優(yōu)化的輸出功率、效率和生態(tài)學目標函數(shù)的解析表達式。計算了最大輸出功率、最大效率和最大生態(tài)學目標函數(shù)及它們對應的參數(shù)值并通過圖表來反映它們的變化情況。討論了熱漏損失、內不可逆度對該熱機各種性能參數(shù)的影響同時給出了一些重要參數(shù)的優(yōu)化范圍。獲得了在無量綱生態(tài)學函數(shù)最大時對應的無量綱輸出功率比最大無量綱輸出功率小一點而無量綱

4、生態(tài)學函數(shù)最大時對應的效率比最大無量綱輸出功率時對應的效率大得多的結論?？紤]到節(jié)能環(huán)保這一主題，基于生態(tài)學優(yōu)化準則獲得的熱機性能優(yōu)化是更合理的優(yōu)化性能狀態(tài)。 在第三章中，基于前人研究的各種Diesel熱機模型，我們建立了考慮工質變溫熱容、熱漏損失、有限時間傳熱、摩擦損失和非等熵絕熱壓縮和非等熵絕熱膨脹過程的空氣標準的廣義不可逆Diesel熱機循環(huán)模型。導出了Diesel熱機更一般的輸出功率和效率的解析表達式。通過數(shù)值計算獲得了最

5、大輸出功率和最大效率及它們對應的參數(shù)值并通過圖表來反映它們的變化情況。討論了熱漏損失、內不可逆性、工質變溫熱容和摩擦損失對該熱機各種性能參數(shù)的影響同時給出了一些重要參數(shù)的優(yōu)化范圍。 在第四章中，我們建立了同時考慮有限時間傳熱、熱漏損失、工質變溫熱容、摩擦損失和內部不可逆影響的廣義不可逆Otto熱機循環(huán)模型。導出了該模型下熱機的輸出功率和效率的解析表達式。通過應用輸出功率、效率和體積比的圖線的對比找到了的優(yōu)化范圍并進一步討論了熱漏