不可逆布雷遜、狄塞爾和奧托熱機(jī)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(jī)并應(yīng)用熱力學(xué)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(dá)式，并通過數(shù)值計算，得出了高、低溫側(cè)換熱器的熱導(dǎo)率分配以及工質(zhì)溫比對輸出功率、輸出功率密度和效率的影響。Braysson熱機(jī)循環(huán)是由一般的Brayton熱機(jī)循環(huán)和Ericsson熱機(jī)循環(huán)混合而成，在高溫工質(zhì)部分采用Brayton熱機(jī)循環(huán)的高溫吸熱部分，在低溫工質(zhì)部分采用Ericsson熱機(jī)循環(huán)的低溫放熱部分。由于

2、Braysson熱機(jī)的研究較少，所以進(jìn)一步研究它是很有價值的。而Diesel熱機(jī)和Otto熱機(jī)是應(yīng)用非常廣泛的熱機(jī)，但大部分論文只是考慮了部分不可逆因素的熱機(jī)模型，所以建立一個更一般的熱機(jī)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(jī)循環(huán)、廣義不可逆Diesel熱機(jī)循環(huán)和廣義不可逆Otto熱機(jī)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(chǔ)上，建立了考慮熱阻、熱漏損失

3、和內(nèi)不可逆性存在時的廣義不可逆Braysson熱機(jī)循環(huán)模型。對輸出功率、效率和生態(tài)學(xué)目標(biāo)函數(shù)三者的性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，導(dǎo)出了優(yōu)化的輸出功率、效率和生態(tài)學(xué)目標(biāo)函數(shù)的解析表達(dá)式。計算了最大輸出功率、最大效率和最大生態(tài)學(xué)目標(biāo)函數(shù)及它們對應(yīng)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(nèi)不可逆度對該熱機(jī)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(xué)函數(shù)最大時對應(yīng)的無量綱輸出功率比最大無量綱輸出功率小一點(diǎn)而無量綱

4、生態(tài)學(xué)函數(shù)最大時對應(yīng)的效率比最大無量綱輸出功率時對應(yīng)的效率大得多的結(jié)論?？紤]到節(jié)能環(huán)保這一主題，基于生態(tài)學(xué)優(yōu)化準(zhǔn)則獲得的熱機(jī)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(jī)模型，我們建立了考慮工質(zhì)變溫?zé)崛?、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(biāo)準(zhǔn)的廣義不可逆Diesel熱機(jī)循環(huán)模型。導(dǎo)出了Diesel熱機(jī)更一般的輸出功率和效率的解析表達(dá)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(yīng)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(nèi)不可逆性、工質(zhì)變溫?zé)崛莺湍Σ翐p失對該熱機(jī)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(zhì)變溫?zé)崛?、摩擦損失和內(nèi)部不可逆影響的廣義不可逆Otto熱機(jī)循環(huán)模型。導(dǎo)出了該模型下熱機(jī)的輸出功率和效率的解析表達(dá)式。通過應(yīng)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(jìn)一步討論了熱漏