摘要：应用有限时间热力学理论和方法(finite time thermodynamics,FTT)建立了闭式不可逆回热布雷顿热电冷联产(combined cooling heat and power,CCHP)装置模型,导出了装置无量纲可用能率、火用输出率、利润率、第一定律效率和火用效率的解析式。通过数值计算得到了各个性能指标与压比的关系,优化了压比。分析了设计参数对最优性能的影响,发现回热能够显著增大第一定律效率和火用效率;增大压气机和透平效率、压力恢复系数能够增大5个性能指标,但前者使相应压比增大,后者使相应压比减小;增大热电比能够显著增大可用能率和第一定律效率;分别存在最佳的供热温度使5个最优性能指标取得最大值;提高冷库温度能增大可用能率和第一定律效率,但会降低火用输出率、火用效率和利润率;通过各个最优性能之间的相互比较发现在实际设计中要选择折衷的方案使装置同时具有较好的热力学性能和经济性能。

摘要：应用数值方法对某两级带冠涡轮的流场进行模拟。基于原叶冠结构,增加叶顶间隙设计值,减小叶冠上的篦齿与机匣发生磨碰的可能性,并在机匣内壁设置梯形篦齿与原叶冠上的篦齿形成交错型篦齿结构进行密封。研究结果表明:机匣梯形篦齿的设计改变了叶冠顶部泄漏流流场结构,提高了叶冠的密封性能,改善了涡轮的气动性能;不同工况条件下交错型篦齿比原结构的涡轮效率提高了0.5%左右。

摘要：应用有限时间热力学理论建立了Maisotsenko往复式布雷顿循环模型,给出了循环功率和效率的计算流程,借助数值计算方法分析了传热损失和循环注水流率等设计参数对循环热力性能的影响。并与传统往复式布雷顿循环进行比较,证明了Maisotsenko往复式布雷顿循环性能的优越性。所得结果对实际Maisotsenko往复式燃气轮机的设计优化有指导作用。

摘要：建立了考虑压降的开式回热燃气轮机热电冷联产装置的有限时间热力学模型,导出了各个部件的相对压降和各个热流率与压气机进口相对压降的关系式,以第一定律效率、炯输出率、炯效率和利润率为目标,在无燃料消耗和装置尺寸约束下,通过数值计算发现分别存在最佳的压气机进口相对压降使炯输出率和利润率取得最优值,进一步优化压比,得到了最大炯输出率和利润率,分别存在最佳的供热温度使最大炯输出率和利润率取得双重最大值,以利润率为设计目标能够减小装置的尺寸。在燃料消耗和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优效率,同时各部件流通面积分配也得到了优化。回热能够增大装置的利润率和效率。

摘要：建立了考虑变温热源的闭式中冷回热(ICR)燃气轮机循环有限时间热力学(FTT)模型,导出了循环利润率和效率解析式,优化各换热器热导率分配和中冷压比,得到了最大利润率;进一步优化总压比,得到双重最大利润率;并分析了总热导率等重要设计参数对循环最优性能的影响。结果表明,随着高低温侧热源进口温比、低压压气机效率、高压压气机效率、涡轮效率、各换热器有效度以及压力恢复系数的增大,循环最大利润率和对应的功率和效率增大。随着价格比的增大,循环利润率增大,但对应的效率却有所减小。存在一个最佳的工质与热源热容率匹配值使变温热源闭式不可逆中冷回热燃气轮机循环的利润率取得三重最大值。

摘要：应用有限时间热力学理论分析了包含多变过程的内可逆Otto循环,由数值计算给出了考虑传热损失时循环输出功与压缩比、效率与压缩比以及输出功与效率的特性关系,分析了多变指数和传热损失对循环性能的影响,通过分析可知多变指数和传热对Otto循环性能有较大影响。计算所得的结果对实际Otto热机的设计和改进有一定的指导意义。

摘要：应用有限时间热力学理论和方法建立了闭式内可逆回热布雷顿热电冷联产装置模型,导出了装置无量纲(火用)输出率和效率的解析式。通过数值计算分析了回热器热导率对(火用)输出率和(火用)效率的影响,发现存在临界压比,同时优化了压比,研究了热电比、制冷和供热温度等设计参数对最优(火用)输出率和(火用)效率以及相应最佳压比的影响,发现最优(火用)输出率时的设计压比要大于最优(火用)效率时的设计压比,最优(火用)输出率和(火用)效率均随冷用户温度的升高而减小,分别存在最佳的热用户温度使(火用)输出率和(火用)效率取得最大值,热用户温度对装置最优(火用)性能的影响比冷用户温度更为明显。

摘要：采用圆心回流式微通道圆盘热沉三维模型,基于构形理论,考虑粘性耗散,研究在层流流动范围内质量流率、热流密度和微通道分支数对热沉最大热应力和最大热应变的影响。结果表明:随着质量流率的增大,热沉的最大热应力和最大形变均逐渐降低,但降低效果有所减弱;随着热流密度的增大,热沉的最大热应力和最大形变均近似呈线性增长;在相同质量流率和热流密度条件下,均是微通道分支数越多,最大热应力和最大形变越小,但微通道分支数由6增大到8对最大形变的影响相对较小。所得结果可为微通道圆盘热沉的实际热设计提供理论依据。

摘要：运用有限时间热力学理论建立了循环总换热面积一定时,考虑热源与循环工质的传热损失的亚临界简单内可逆有机朗肯循环模型。采用R245fa作为循环工质,分析了总换热面积、蒸发器面积比和循环工质的质量流率对循环净输出功率、热效率和热源出口温度的影响,发现合理选择上述参数可使循环的性能参数较优。所得结果对亚临界有机朗肯循环装置的设计和使用具有一定的指导意义。

摘要：建立导热基座上的三维圆柱体热源散热模型,分别以最高温度和最大温差为指标,研究层流流动条件下热源半径、强度和位置以及热源和基座的导热系数对圆柱体热源构形优化的影响。研究结果表明:当给定热源强度和热导率时,存在一个临界半径使得热源最高温度取最大值;存在一个最佳半径使得热源的最大温差取最小值。热源最大温差和热源最高温度不但不能同时达到最佳,而且此高彼低。热源最高温度和温度均匀性则分别是在流体入口处和出口处达到最佳。在实际热设计中,应尽量避开临界半径以防止热点烧损,同时应注意考虑热源半径大小和热源位置的最佳折中。当给定热源半径和位置时,提高热源的导热系数,可以减小热源的最高温度,且减小其最大温差;提高基座的导热系数,可以减小热源的最高温度,但其最大温差增大。在实际热设计中,应尽可能提高热源的导热系数,对基座导热系数则应折中取值。文中所得结果可为电子元器件热设计提供理论支撑。