本文關鍵詞：線性與非線性傳熱過程的Curzon-Ahlborn熱機在任意功率時的效率　出處：《物理學報》2017年13期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：熱機性能的優(yōu)化是熱力學領域的一個重要問題,而工質與熱源之間的傳熱過程是熱機工作時產(chǎn)生不可逆的主要來源.本文在引入功率增益和效率增益兩個重要參數(shù)的基礎上,基于一個簡化的Curzon-Ahlborn熱機模型并利用合比分比原理,給出了線性與非線性傳熱過程的熱機在任意功率輸出時的效率表達式,結合數(shù)值計算詳細討論了熱機在任意功率輸出時的特性.研究表明,參數(shù)ξ作為功率增益δP的函數(shù)存在兩個分支:在第一分支上(不利情形),效率呈現(xiàn)出單調變化特征;在第二分支上(有利情形),效率隨著的δP變化是非單調的且有最大值.隨著傳熱指數(shù)的增加,熱機的工作區(qū)域減小,這源于非線性傳熱過程包含熱輻射所致.進一步發(fā)現(xiàn)功率-效率關系曲線存在權衡工作點,熱機在該點附近工作能夠實現(xiàn)最有效的熱功轉換.研究結果有助于深入理解具有不同傳熱過程熱機的優(yōu)化執(zhí)行.
[Abstract]:The optimization of heat engine performance is an important problem in the field of thermodynamics. The heat transfer process between the working fluid and the heat source is the main source of irreversibility when the heat engine works. This paper introduces two important parameters of power gain and efficiency gain. Based on a simplified Curzon-Ahlborn heat engine model and using the ratio principle, the efficiency expression of the heat engine with linear and nonlinear heat transfer processes under arbitrary power output is given. The characteristics of heat engine at arbitrary power output are discussed in detail with numerical calculation. It is shown that there are two branches of parameter 尉 as a function of power gain 未 P: on the first branch (disadvantage case). Efficiency shows monotonic variation; In the second branch (favorable case), the variation of efficiency with 未 P is non-monotone and has the maximum value. With the increase of heat transfer index, the working region of the heat engine decreases. This is due to the nonlinear heat transfer process including thermal radiation. It is further found that there are tradeoff points in the power-efficiency curve. The most effective thermal power conversion can be achieved when the heat engine works near this point. The results of the study are helpful to understand the optimal performance of the heat engine with different heat transfer processes.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學物理學院;
【基金】：中央高�；究蒲袠I(yè)務費專項資金(批準號:2015XKMS082)資助的課題~~
【分類號】：O414.1
【正文快照】： 1引言熱機是將外界輸入的熱能轉變成有用功的裝置,熱機效率的改進成為第一次工業(yè)革命的引擎,這是自然科學指導人類生產(chǎn)實踐的典型范例.迄今為止,熱功轉換一直是熱力學領域中的一個重要問題,熱機性能的優(yōu)化成為熱力學發(fā)展的驅動力之一.當前,隨著經(jīng)濟的全球化與社會的快速發(fā)展,

【參考文獻】

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【共引文獻】

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