葛亮
,
许明田
,
程林
工程热物理学报
本文建立了基于(火积)耗散的体点散热问题的拓扑优化方法.通过利用变分原理,拉格朗日乘子法和Frécheh微分法,给出了上述问题的最优性条件,并利用水平集方法给出了计算最优布置的方法.最后与构型理论比较发现,在同等条件下,本文算法的结果能更大地降低体内的平均温度和最高温度.
关键词:
体点散热
,
(火积)耗散
,
拓扑优化
,
水平集
赵思玉
,
陈群
工程热物理学报
本文以回热式气体压缩制冷系统为研究对象,结合(火积)耗散分析与热力学分析,建立了回路中各点温度与设计参数的数学关系,明确了各设计参数间的约束关系,从而将系统设计优化问题转化为条件极值问题并求得理论解,实现了系统内多参数的全局优化.通过对以换热器总热导最小为优化目标的算例进行计算分析,发现当制冷需求、功耗及压比给定时,增大压比或预冷工质热容量流有利于回热式制冷系统总热导的减小,而增大净功耗则使总热导先减小后增加,在净功耗临界值处总热导极小.
关键词:
回热式制冷系统
,
整体优化
,
(火积)耗散
,
约束
孙晨
,
程雪涛
,
梁新刚
工程热物理学报
(火积)损失是热力学过程中系统(火积)的减少量,它等于流入系统的(火积)流与流出系统的(火积)流之差,也等于(火积)耗散和功(火积)之和.对于传热过程,(火积)损失即为(火积)耗散,为(火积)损失的不可逆部分,反映了热力学第二定律.对于卡诺循环,(火积)损失即为功(火积),具有可逆特性,体现了热力学第一定律.对于包括传热过程和热功转换过程的系统,(火积)损失即包括(火积)耗散也包含功(火积).(火积)损失的各个组成部分可以通过以热流和温度为横、纵坐标的T-q图上的面积描述.(火积)损失可应用于包含热功转换的过程以优化系统输出功,算例表明在一定条件下最大输出功率和最大(火积)损失率相对应.
关键词:
(火积)损失
,
(火积)耗散
,
功(火积)
,
T-q图
,
优化
杨卫卫
,
曹兴起
,
周福
,
何雅玲
工程热物理学报
提出将回热器与热泵相结合的方式对温度为60℃工业余热资源进行回收,并将25℃的生水加热至90℃.通过对该系统、单独回热器以及单独热泵的余热回收系统的热力学性能进行理论分析与比较,结果表明采用这种热泵与回热器结合的方式具有更好的热力学性能.按一次能源利用率折,该系统产生单位质量热水的耗能相对于后两者分别减少73.4％和48.9％.同时基于对生水加热过程的T-Q图进行分析,发现回热器和热泵相结合加热冷水的方式其(火积)耗散有很大的降低,这是因为该系统中冷水加热过程采取了梯级加热的方式,使得冷热源之间的温度匹配性更好,降低了传热过程的不可逆损失,有利于提高系统的热力学性能.
关键词:
余热回收
,
回热器
,
热泵
,
热力分析
,
(火积)耗散
王怡飞
,
陈群
工程热物理学报
本文以并联换热器组为对象,在给定每个换热器热容量流的前提下,通过分配各换热器的热导分析了换热器组的总换热量与总(火积)耗散、总(火积)耗散热阻、各换热器(火积)耗散之和、各换热器(火积)耗散热阻之和、及各换热器(火积)耗散热阻加权之和之间的关系.结果表明:在给定每个换热器热容量流,分配热导的前提下,换热器组总换热量的极值与各换热器(火积)耗散之和的极值、各换热器(火积)耗散热阻之和的极值、及以热容量流率与换热量率的乘积作因子的各(火积)耗散热阻加权之和的极值是一致的,而与换热器组总(火积)耗散的极值及总(火积)耗散热阻的极值不一致.
关键词:
换热器组
,
换热量
,
(火积)耗散
,
(火积)耗散热阻
郭江峰
,
许明田
,
程林
工程热物理学报
本文以传热和阻力引起的总(火积)耗散数最小为目标,在给定热负荷的情况下对工作流体为理想气体的板翅式换热器进行优化.结果表明,优化后传热(火积)耗散数和阻力(火积)耗散数都得到了大幅减小,而后者减小的幅度更大.随着总煨耗散数的减小,换热器有效度有所增加,而消耗的风机功率大幅减小,从而提高了换热器整体性能.
关键词:
(火积)耗散
,
(火积)耗散数
,
遗传算法
,
板翅式换热器
吴学红
,
苟秋平
,
吕彦力
,
龚毅
,
朱兴旺
工程热物理学报
本文应用三维数值模拟对半球突开缝翅片的传热与流动特性进行研究,并利用(火积)耗散理论对其传热机理进行分析.计算结果表明:与平片相比,半球突开缝翅片的传热性能提高24.06％～67.73％,综合性能(j/f1/3)提高7.55％～23.88％,换热效果明显好于平片.通过(火积)耗散理论分析显示:半球突开缝翅片的等效热阻小,换热的不可逆程度较低,因而换热性能较好.
关键词:
半球突开缝翅片
,
强化换热
,
(火积)耗散
,
等效热阻
吴晶
工程热物理学报
(火积)耗散极值原理和基于(火积)理论的热阻最小原理在传热过程优化中有着广泛应用,但在多种传热方式耦合传热过程中的应用尚未见报道.本文针对一典型的辐射对流耦合传热问题,定义了耦合传热过程的总(火积)耗散率和总热阻,并用数值方法验证了在给定总发射率、辐射热端温度、冷却流体温度和对流换热系数的前提下,当(火积)耗散率取极大值和热阻取极小值时,对应着用最小的辐射换热温差获得最大的换热热流,从而说明了(火积)耗散极值原理和热阻最小原理在该耦合传热过程分析与优化中的适用性,而此时熵产最小原理并不适用.
关键词:
辐射对流耦合换热
,
优化准则
,
(火积)耗散
,
热阻
,
熵产
许明田
,
程林
,
郭江峰
工程热物理学报
本文首先说明(火积)耗散理论避免了最小熵产原理和傅里叶定律间的矛盾,显示了其在处理导热问题上的优越性.然后利用热力学(火积)和熵的关系,推出了换热器中由流体阻力引起的(火积)耗散表达式.
关键词:
(火积)耗散
,
熵产
,
导热
,
换热器
丁开强
,
田茂诚
,
冷学礼
工程热物理学报
本文基于(火积)耗散极值原理得到了对流传热的优化场协同方程,用Fluent数值模拟求解层流状态下的管外流动换热的优化流场.得到了管外流动的优化速度场为多纵向涡结构形态,对优化流场进行分析,发现优化流场的综合换热效果远远高于原型流场.通过在管外添加扰流片的方法,来产生带有纵向涡的流场,达到优化管外流动传热的目的.数值模拟结果表明,添加扰流片在一定程度上可以强化管外对流换热.
关键词:
(火积)耗散
,
管外
,
纵向涡
