检索结果-南通市图书馆

太阳能驱动的中空纤维膜液体除湿系统有限时间热力学优化

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

太阳能驱动的中空纤维膜液体除湿系统有限时间热力学优化

作者：胡家利桂林电子科技大学

学位级别：硕士

推广高效制冷技术为实现双碳目标指明了新方向,膜式溶液除湿技术作为一种高效的、节能的新型除湿制冷技术或将成为溶液除湿领域的新研究焦点。太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统以洁净可再生的太阳能为热源,为除湿溶液的循环使用提供... 详细信息

推广高效制冷技术为实现双碳目标指明了新方向,膜式溶液除湿技术作为一种高效的、节能的新型除湿制冷技术或将成为溶液除湿领域的新研究焦点。太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统以洁净可再生的太阳能为热源,为除湿溶液的循环使用提供再生热量,有效节约系统能耗,提高系统能效。系统采用以高选择性复合膜组装而成的中空纤维膜组件作为除湿器,空气和溶液在组件内间接接触进行热质交换,有效保证空气品质,避免气液夹带和霉菌污染问题。不少学者研究了中空纤维膜组件的传热传质机制、热力学性能和结构优化,还研究了不同热源驱动的膜式除湿系统的热力学性能。对于本文研究系统,其研究重点主要集中在热力学性能分析、实验研究及能量匹配问题上,对整个研究系统的热力学优化尚且没有进一步的研究。因此,本文通过应用有限时间热力学的优化理论,对系统的传热和传质过程分别进行优化,有效减少热质传递过程的不可逆损失,从而提高系统能效。具体的研究内容如下:(1)建立本系统的数学模型。分别对系统各传热传质部件建立模型,进行数值模拟,并用搭建的试验台进行验证,计算相对误差,误差均在±10%以内,所建模型具有可行性。(2)运用有限时间热力学理论对系统的传热过程进行优化。分别以熵产生最小化和(火积)耗散最小化为优化目标,建立传热优化方程,并与恒流体温度和恒热流率策略进行对比。结果表明,系统熵产生值随着传热的进行从0.615 W/K增长到0.648 W/K,(火积)耗散从63775.7 W·K递增到66279.3 W·K。熵产生和(火积)耗散最大和最小的部件分别是溶液-溶液换热器和除湿器,主要和传热温差、质量传递伴随的潜热变化相关。在四种不同传热策略中,对于有热漏的太阳能集热器,熵产生最小时,热侧温差变化最大且非线性趋势最明显。对于无热漏的换热器和中空纤维膜组件,(火积)耗散最小和热流率恒定策略下,热侧温度变化规律相同,熵产生最小时,热侧温差最大。(3)对系统的传质过程进行有限时间热力学优化。定义了质量积耗散数,分析其影响因素;研究不同运行工况对湿阻的影响;以质量积耗散最小化为优化目标,建立传质优化方程,得到流体湿度的最优构型。结果表明,质量积耗散数随着传质单元数和有效度的增大而减小。相同质量流量比下,空气温度对湿阻的影响最大,设定工况下,湿阻在15.91 s/kg和23.89 s/kg之间变化。由于组件湿差较小,组件中流体的湿度随时间呈近似线性规律变化。系统最小质量积耗散为1.367×10 kg/s。

关键词：太阳能膜式溶液除湿中空纤维膜有限时间热力学系统优化

基于有限时间热力学的相变蓄放冷特性分析与研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

热科学与技术 2020年第4期19卷 307-312页

作者：徐笑锋章学来张时华赵祎上海海事大学蓄冷技术研究所上海201306

相变蓄冷技术可以有效解决能源转换与存储问题。但相变材料具有导热性能差,传热不均匀等问题。引入有限时间热力学概念,建立更为实际的蓄冷系统数学模型,对相变蓄冷系统进行热力学优化。通过解析计算,得出蓄冷系统高低温热源与蓄放冷时... 详细信息

相变蓄冷技术可以有效解决能源转换与存储问题。但相变材料具有导热性能差,传热不均匀等问题。引入有限时间热力学概念,建立更为实际的蓄冷系统数学模型,对相变蓄冷系统进行热力学优化。通过解析计算,得出蓄冷系统高低温热源与蓄放冷时间的关系式。对比理想状态下与添加不可逆热损耗时蓄冷系统的功率与效率,为相变蓄冷技术的应用提供了理论基础与指导。

关键词：相变蓄冷有限时间热力学热力学优化功率效率

基于概率方法的化学反应驱动热机有限时间热力学分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国科学：技术科学 2016年第5期46卷 535-546页

作者：张磊陈林根孙丰瑞海军工程大学动力工程学院热科学与动力工程研究室舰船动力工程军队重点实验室武汉430033

基于Arrhenius动力学理论的化学反应驱动热机的功率优化,通过综合考虑将化学反应速率系数作为有限时间限制的条件以及化学反应过程与热机热力耦合过程的最优构型问题,分别对一级反应动力学模型和二级反应动力学模型进行了有限时间热力... 详细信息

基于Arrhenius动力学理论的化学反应驱动热机的功率优化,通过综合考虑将化学反应速率系数作为有限时间限制的条件以及化学反应过程与热机热力耦合过程的最优构型问题,分别对一级反应动力学模型和二级反应动力学模型进行了有限时间热力学分析,得出了化学反应与热机热力耦合关系的有限时间热力学特性对功率优化的影响.结合本文的计算结果与前人的工作分析可知,化学反应驱动3种热机模型时均存在一个最佳流率使装置的输出功率达到最大值,但在实际情况下,化学反应驱动一个按广义卡诺循环运行的热机时才能输出最大功率,且此时的最佳流率也能使装置的燃料效率接近最优.基于概率分析的有限时间热力学方法能够更加精确地描述热力系统的各项性能参数,本文通过概率分析的方法建立了一级反应动力学理论的概率模型,得到了化学反应驱动热机的功率和燃料效率的波动界限.所得结果不仅包含了传统分析方法的平均解,还将微尺度情况下的随机起伏考虑进去,能为微型尺寸系统的实际性能的预测提供更加丰富的信息.

关键词：有限时间热力学化学反应驱动热机概率有限高温热源功率优化

正、反向两源热力循环有限时间热力学性能优化的研究进展

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2013年第13期62卷 1-12页

作者：李俊陈林根戈延林孙丰瑞海军工程大学热科学与动力工程研究室武汉430033 海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室武汉430033 海军工程大学动力工程学院武汉430033

有限时间热力学所得结果具有普适性,其研究结果已成为热物理学的一个重要基础.许多学者利用有限时间热力学方法对单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型进行了大量研究,获得了一些比经典热力学对于工程设计和优化更具有... 详细信息

有限时间热力学所得结果具有普适性,其研究结果已成为热物理学的一个重要基础.许多学者利用有限时间热力学方法对单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型进行了大量研究,获得了一些比经典热力学对于工程设计和优化更具有实际指导意义的新结论.综述了利用有限时间热力学理论对不同传热规律下单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型研究的最新进展,包括不同传热规律下内可逆和不可逆卡诺热机、制冷机和热泵循环的最优性能研究进展,两热源热机、制冷和热泵循环最优构型及多级复杂热力系统最优构型研究进展.

关键词：正反向卡诺循环最优性能最优构型有限时间热力学

能造出功率和效率都高的热机吗?——有限时间热力学的发展与展望

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

物理 2021年第1期50卷 1-9页

作者：马宇翰董辉孙昌璞中国工程物理研究院研究生院北京100193 北京计算科学研究中心北京100193

在热力学中,功率和效率是衡量热机性能的两个主要参数。根据经典热力学,可逆热机效率的上限是卡诺效率,但相应的功率为零。这是因为卡诺效率的实现依赖于时间无穷长的准静态假设。因此,如何根据实际需求,在保证热机功率前提下提高热机... 详细信息

在热力学中,功率和效率是衡量热机性能的两个主要参数。根据经典热力学,可逆热机效率的上限是卡诺效率,但相应的功率为零。这是因为卡诺效率的实现依赖于时间无穷长的准静态假设。因此,如何根据实际需求,在保证热机功率前提下提高热机效率成为热力学一个重要的科学挑战问题。在20世纪上半叶应运而生的有限时间热力学,今天得到了蓬勃发展,为应对这个挑战提供了必要的科学支撑。文章主要介绍有限时间热力学的发展及现状,特别是最近对于有限时间热机功率效率约束关系及其优化问题上的研究。针对有限时间热力学循环功率—效率约束与不可逆性的关系,文章还简介最近作者关于有限时间等温过程中不可逆熵产生的理论和实验研究工作。最后展望未来有限时间热力学及有限系统非平衡物理的可能发展与应用。

关键词：有限时间热力学实际热机优化功率效率约束关系不可逆熵产生

基于有限时间热力学的太阳能辅助燃煤发电系统集成理论分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

发电技术 2019年第4期40卷 316-322页

作者：翟融融刘洪涛华北电力大学能源动力与机械工程学院

为研究有限时间内热力系统换热量与热源温度对系统性能的影响及太阳能辅助燃煤发电系统集成的理论基础,对有限时间热力系统中热机输出功率和效率与循环参数的关系表达式进行了改进,并结合太阳能辅助燃煤系统案例讨论了各参数的意义及其... 详细信息

为研究有限时间内热力系统换热量与热源温度对系统性能的影响及太阳能辅助燃煤发电系统集成的理论基础,对有限时间热力系统中热机输出功率和效率与循环参数的关系表达式进行了改进,并结合太阳能辅助燃煤系统案例讨论了各参数的意义及其对系统性能的影响,为系统参数的调整方向提供参考。结果表明,500和1000MW燃煤发电机组在系统设计上比较合理,输出效率都在C-A效率与理想循环效率之间,集成后的系统效率有所降低,1000MW集成系统在节煤模式下系统性能恶化,效率低于C-A效率,需要对系统过程进行改进。200MW燃煤发电系统在集成前后效率都低于C-A效率,表明系统过程需要较大改进。

关键词：太阳能辅助燃煤发电系统有限时间热力学输出功率效率

间接式污水源热泵系统有限时间热力学优化研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

间接式污水源热泵系统有限时间热力学优化研究

作者：李涛哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

现阶段,世界各国对能源和环境问题高度关注,都在寻找新型、清洁的可再生能源,城市污水因具有环保和高效节能的特点在实际工程中得到了广泛应用。然而,在污水源热泵系统的实际运行过程中,其运行效果往往受多种因素影响,因此,污水源热泵... 详细信息

现阶段,世界各国对能源和环境问题高度关注,都在寻找新型、清洁的可再生能源,城市污水因具有环保和高效节能的特点在实际工程中得到了广泛应用。然而,在污水源热泵系统的实际运行过程中,其运行效果往往受多种因素影响,因此,污水源热泵系统的优化设计和最佳运行工况的选择显得尤为重要,本文使用有限时间热力学的方法对间接式污水源热泵系统进行优化研究。首先选择北京市某酒店间接式污水源热泵系统为研究对象,调研系统冬季运行情况,采集相关参数,数据有污水温度、制备热水温度、供热量、能耗以及COP（性能系数）等。整理系统运行数据,探究污水进口温度、进出口温差与系统性能之间的联系。其次运用了有限时间热力学理论对间接式污水源热泵系统进行了优化,首先考虑了热漏、热阻和循环的不可逆性,构建了污水源热泵循环模型,随后运用拉格朗日乘数法对目标函数进行优化,研究热泵制热性能系数最佳情况下,各传热面积之间的比例关系;换热器总传热面积最小情况下,各参数关系。最后通过具体算例对优化结果进行验证,结果表明,合理选择换热器的传热面积能够有效改善系统的运行性能,还可以降低系统的初投资。然后利用TRNSYS软件搭建间接式污水源热泵系统仿真模型,分别对原系统和优化后的系统进行模拟,分析两种系统制备的热水温度、供热量、能耗以及COP变化情况。模拟结果表明:在模拟时间为2020年1月15日全天情况下,优化后系统制备的热水温度、制热量、COP比原系统提高了 11.78%、28.33%和18.42%,能耗降低15%。在模拟时间为2020年全年的情况下,优化后系统和原系统的总供热量分别为4.44GW·h和3.51GW·h,优化后系统的总供热量比原系统高26.50%,优化后系统和原系统的全年能耗分别为0.95GW·h和1.11GW-h,优化后的污水源热泵系统比原系统节能14.41%。最后从能质角度出发,对两系统进行（?）分析,优化后的污水源热泵系统要比原系统（?）效率高25.88%。从节能性、经济性以及环保性三个方面对优化后的间接式污水源热泵系统进行综合评价,其中优化后系统的一次节能率比原系统提高14.63%,节省标准煤量提高57.58%,费用年值降低了 16.16%,污染物的总减排量提高了 36.54%,因此可知,经过有限时间热力学理论优化后的系统综合性能提高,优化效果显著。

关键词：污水源热泵有限时间热力学 TRNSYS仿真系统优化 (?)分析

三类微型能量转换系统有限时间热力学性能优化的研究进展

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

中国科学：技术科学 2015年第9期45卷 889-918页

作者：丁泽民陈林根王文华孙丰瑞海军工程大学热科学与动力工程研究室舰船动力工程军队重点实验室动力工程学院武汉430033

随着分子生物技术、纳米技术和微电子技术的发展,微型能量转换系统日益受到人们的重视.微型能量系统中能量转换的机理和效率研究是涉及热力学、统计力学、物理学等多学科交叉融合的新课题,而能量系统的性能优化是揭示微型系统能量转换... 详细信息

随着分子生物技术、纳米技术和微电子技术的发展,微型能量转换系统日益受到人们的重视.微型能量系统中能量转换的机理和效率研究是涉及热力学、统计力学、物理学等多学科交叉融合的新课题,而能量系统的性能优化是揭示微型系统能量转换机理、提升能源利用效率的一个关键问题.本文在概述有限时间热力学理论产生和发展的基础上,结合国内外的研究现状,阐明性能优化对微型能量转换系统的意义,综述利用有限时间热力学理论对热驱动布朗马达、能量选择性电子机和热离子装置这三类典型微型能量转换系统进行热力学分析和优化研究的最新进展,并提出进一步的研究展望.

关键词：微型能量转换系统热驱动布朗马达能量选择性电子机热离子装置性能优化有限时间热力学

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

实际联合动力循环有限时间热力学研究

中国机械工程 2007年第11期18卷 1273-1277页

作者：聂建军杜发荣高峰北京航空航天大学北京100083

基于有限时间内传热不可逆情况,用有限时间热力学方法建立了内可逆内燃机循环与斯特林循环相结合的联合动力装置的热力学模型,导出了以压缩比、温度比等循环参数表示的联合循环功率和效率表达式,通过对温度比(斯特林循环吸热温度与内燃... 详细信息

基于有限时间内传热不可逆情况,用有限时间热力学方法建立了内可逆内燃机循环与斯特林循环相结合的联合动力装置的热力学模型,导出了以压缩比、温度比等循环参数表示的联合循环功率和效率表达式,通过对温度比(斯特林循环吸热温度与内燃机循环初始放热温度的比值)的数值计算分析,验证了温度比对联合循环功率和效率的影响,以及联合循环功率与效率之间的关系。该分析结果对联合循环动力装置的性能研究具有实际指导意义。

关键词：有限时间热力学联合循环内燃机斯特林