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基于混合热格子Boltzmann方法有限热源加热气泡动力学模拟

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科学技术与工程 2022年第5期22卷 1842-1851页

作者：金志浩章港战洪仁李帅王立鹏张志刚沈阳化工大学机械与动力工程学院沈阳110142

为探究不同润湿性表面单气泡动力学特性,通过引入差分方法的单组分多相格子Boltzmann模型,耦合能量方程构成了气液相变模型,模拟了不同润湿性表面单气泡形成过程周围流场与温度场细观,阐述了气泡生长脱离机理;研究了润湿性、过热度、有... 详细信息

为探究不同润湿性表面单气泡动力学特性,通过引入差分方法的单组分多相格子Boltzmann模型,耦合能量方程构成了气液相变模型,模拟了不同润湿性表面单气泡形成过程周围流场与温度场细观,阐述了气泡生长脱离机理;研究了润湿性、过热度、有限热源长度对气泡动力学影响。结果表明,在相同过热度下,疏水壁面气泡生长速度大于亲水壁面。气泡脱离直径和脱离时间随着接触角增加而增加,亲水表面气泡脱离直径随着有限热源长度增加而增加,脱离时间随长度增加而减小。疏水表面气泡脱离直径与有限热源长度无关,脱离时间随加热长度增加小幅度减小。在不同的过热度下,亲水壁面气泡脱离直径随着过热度增加而增加,脱离时间随着过热度增加而减小。过热度对疏水壁面气泡脱离直径影响不大,但是随着过热度增加,脱离时间明显减小。模拟结果为研究强化表面沸腾传热及表面润湿性的选择提供理论依据。

关键词：混合热格子Boltzmann 有限热源亲疏水性单气泡动力学

有限热源的热机供热率与效率关系的有限时间热力学分析

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太阳能学报 1995年第4期16卷 379-383页

作者：李大鹏孙丰瑞薛蒙陈林根海军工程学院

讨论了有限热源热机的供热率与效率关系。引人一种完善内可逆模型的方法，对高温热源侧与低温热源侧的传热优化问题进行了分析，得到一些新结论，它对太阳能热机、核动力装置和地热发电装置等热机设计均有一定指导意义。

关键词：有限热源热机供热率有限时间热力学内可逆

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有限热源的有限时间可用性

热能动力工程 1992年第3期 163-167页

作者：严子浚厦门大学

本文指出,有限时间可用性的概念比传统可用性的概念更为重要和有用,它能更精确地反映出能源的实际作功本领。文中对有限热源的有限时间可用性作了分析,得到一些具有普遍意义的结论。

关键词：有限时间热力学有限热源可用性

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有限热源下的热电发生器

有限热源下的热电发生器

作者：于倩辽宁师范大学

学位级别：硕士

热电效应已经为人们所知了两个世纪,作为其重要应用的热电发生器因具有污染小、实用性强等优点吸引了人们的广泛关注。如何能够提高热电发生器的输出功率、输出功、最大功率效率等问题是优化其性能的关键。近年来,随科技的高速发展和热... 详细信息

热电效应已经为人们所知了两个世纪,作为其重要应用的热电发生器因具有污染小、实用性强等优点吸引了人们的广泛关注。如何能够提高热电发生器的输出功率、输出功、最大功率效率等问题是优化其性能的关键。近年来,随科技的高速发展和热力学理论的不断成熟,人们对于热电器件的研究越来越全面且更加趋于实际,而有限热源下的热电器件因具有更强的工程实践价值已成为有限时间热力学领域的一个重要研究课题。本文中,我们讨论了热电发生器在特定热转移定律下的最大功率时的效率问题并重点对有限热源下的热电发生器的性能进行了研究。在第一章中,我们简述了热力学的发展历程和有限时间热力学在热机和热电发生器领域的发展现状,并对当前有限热源的研究情况进行了简单介绍。第二章中,我们对热电发生器的工作原理和基本结构进行了说明,并在线性不可逆热力学框架下,从昂萨格关系出发,推导出了热电发生器的热流方程。第三章中,我们研究了线性唯象定律下的热电发生器的工作性能,分别计算了系统的不可逆性源于热电发生器和热源间传热有限和热电材料内阻不可忽略时,热电发生器的最大功率效率,分析了内、外不可逆因素对热电发生器性能的影响。研究结果表明,基于线性唯象律的热电发生器的最大功率效率范围是1/2ηC≤η≤ηC/2-ηC。第四章中,我们将有限热源和热电发生器结合,在强耦合假设下,构建了一个工作于有限热源下的外可逆热电发生器模型。我们分别研究了高温热源有限、低温热源无限和低温热源有限、高温热源无限两种情况下,热电发生器的最大功率和对应的总输出功,讨论了内阻、内部焦耳热流向两热源情况、外部负载对其性能的影响。我们发现,随内部热电材料产生的焦耳热流向低温热源比例的增加,高温热源有限下的热电发生器的最大功率减小,但低温热源有限下的热电发生器的最大功率增加。并且无论哪一端热源尺寸有限,最大功率随热电材料内阻增加而减小。但对于最大功率时的输出功而言,总是随焦耳热流入低温热源端比例增加而减小,并且与内阻无关。当焦耳热完全被无限热源吸收时,我们解析计算出了热电发生器在最大功率处的输出功是其对应(?)的一半,对应效率是以准静态过程工作效率的一半。在文章的最后,我们对本文的研究成果进行了回顾和总结。

关键词：热电发生器有限热源最大功率输出功

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有限热源下斯特林制冷机的χ函数优化

湖北大学学报（自然科学版） 2020年第2期42卷 197-202,209页

作者：王寿海吴锋云慧敏章超明武汉工程大学光电信息与能源工程学院湖北武汉430205

以节能减排为目的,以牛顿线性传热为基础,建立高温热源为无限热容、低温热源为有限热容的单一有限热源斯特林制冷循环模型.综合考虑热阻、不可逆因子及热漏等不可逆因素,运用有限时间热力学分析方法,将能使制冷率和性能系数达到平衡的... 详细信息

以节能减排为目的,以牛顿线性传热为基础,建立高温热源为无限热容、低温热源为有限热容的单一有限热源斯特林制冷循环模型.综合考虑热阻、不可逆因子及热漏等不可逆因素,运用有限时间热力学分析方法,将能使制冷率和性能系数达到平衡的χ准则作为优化目标函数.数值模拟的结果表明:当热漏取值较小、不可逆因子接近于1、而有限低温热源的温差ΔT取值较大时,χ函数关于性能系数和制冷率的极值就越大.对于在某一范围内给定的热漏、不可逆因子和温差,存在一个最佳的传热系数比,使得该函数关于性能系数和制冷率有极大值,从而为实际斯特林制冷机的发展与改进提供理论依据.

关键词：有限热源 χ准则有限时间热力学不可逆因子换热系数比

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有限热源内可逆制冷循环的最优性能

九江师专学报 1990年第6期9卷 25-29页

作者：查振祥九江师专物理系

本文导出了工作于有限低温热源和无限高温热源间,仅受热阻之不可逆影响的可逆制冷循环,在约束条件:吸热Q_2和循环周期τ固定时,各种最优化性能及界限.

关键词：有限热源可逆制冷循环界限制冷

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有限热源影响下VM循环热泵的热力学分析

应用能源技术 2012年第9期 33-36页

作者：吴宇王帅欧阳晶莹谢英柏华北电力大学河北保定071003

对于低温余热,VM循环热泵是一种高效节能的利用途径。文中采用有限时间热力学方法,推导了基于牛顿线性导热定律的内可逆VM循环热泵泵热率的表达式。分析表明:采用VM循环热泵用于地板辐射采暖时,随着有限高温热源的入口温度和有限低温热... 详细信息

对于低温余热,VM循环热泵是一种高效节能的利用途径。文中采用有限时间热力学方法,推导了基于牛顿线性导热定律的内可逆VM循环热泵泵热率的表达式。分析表明:采用VM循环热泵用于地板辐射采暖时,随着有限高温热源的入口温度和有限低温热源进口温度的增加,泵热率将增大;而随着有限高温热源的出口温度和有限低温热源出口温度的增加,泵热率将减小。并且低温有限热源温度的变化对泵热率的影响远大于高温有限热源温度的变化。

关键词： VM循环热泵有限热源温度泵热率有限时间热力学

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有限热源换热时热机的有限时间热力学分析

华东船舶工业学院学报 1994年第1期8卷 36-39页

作者：姚寿广周根明

本文对具有有限热容流率的两热源间内部可逆卡诺循环热机装置的有限时间热力学优化问题进行了分析，在两种不同热交换模型下推导出热机装置在有限时间内的最佳功率及热效率的理论公式，给出了一些对实际热机装置设计及评估具有实用价值... 详细信息

本文对具有有限热容流率的两热源间内部可逆卡诺循环热机装置的有限时间热力学优化问题进行了分析，在两种不同热交换模型下推导出热机装置在有限时间内的最佳功率及热效率的理论公式，给出了一些对实际热机装置设计及评估具有实用价值的新的热力学性能界限。

关键词：卡诺循环有限热源热力学

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热漏和有限热源对两源制冷机最优构型的影响

低温工程 1995年第5期 39-44页

作者：陈林根孙丰瑞薛蒙海军工程学院

考虑一类存在热漏和低温热源有限的两热源制冷机，寻求其在给定循环周期和吸热量（也即给定制冷率）下制冷系数最大的最优构型。所述模型包括了４种特殊情形：（１）无热漏且无限热容低温热源；（２）无热漏但低温热源有限；（３）有热... 详细信息

考虑一类存在热漏和低温热源有限的两热源制冷机，寻求其在给定循环周期和吸热量（也即给定制冷率）下制冷系数最大的最优构型。所述模型包括了４种特殊情形：（１）无热漏且无限热容低温热源；（２）无热漏但低温热源有限；（３）有热漏但低温热源无限；（４）有热漏且低温热源有限。分析中设传热服从牛顿定律。结果表明，对无限热容热源情形，热漏的存在不改变循环最优构型；对无热漏情形，有限热容热源使循环构型成为某种“广义卡诺制冷循环”；同时存在热漏且有限热源时，循环的构型与前几种完全不同。

关键词：有限时间热力学热阻热漏有限热源制冷机最优化