布雷顿循环和布朗马达的优化性能研究
有限时间热力学是现代热力学的一个重要分支,主要研究非平衡系统在有限时间中的能流和熵流的规律。它在开发新能源,发展新技术,保护生态环境等方面都具有重要意义。
有限时间热力学可以被应用到许多研究领域,特别在热力学循环的优化设计方面已取得大量研究成果。而布雷顿循环是当今能源转换领域里的支柱型循环系统,具有重要的实际应用价值。
本论文分为两个部分,第一部分运用有限时间热力学理论,围绕布雷顿循环的几种不同模型进行分析研究,所得结果为布雷顿循环的优化设计提供了理论依据。第二部分,对两种典型的布朗马达模型作了分析研究,得出了一些有意义的结果。
在第一部分,研究了以理想气体为工质的布雷顿制冷循环和动力循环的性能特性,考虑绝热过程和各换热过程中的不可逆因素,对无回热和回热式布雷顿循环的性能进行分析比较,阐明了采用回热过程的优越性,确定了回热器参数适用的范围。建立了以量子费米气体3He为工质的回热式量子不可逆布雷顿制冷循环。
对循环的回热特征和性能特性进行了研究,综合分析了绝热过程不可逆性和量子简并性对循环性能的影响,确定了费米布雷顿制冷循环正常运行的压强比界限。对几种 ...