三热源热布朗热变换器的生态学最优性能

Optimal Ecological Performance of Three-Heat-Reservoir Thermal Brownian Heat Transformer

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中文摘要：建立了考虑传热损失的三热源热布朗热变换器的有限时间热力学模型,导出了热流平衡方程、供热率、供热系数(COP)和生态学函数的解析式.通过数值计算,研究了循环的生态学性能特性,说明了生态学函数作为优化目标时的优势.结果显示:外部传热仅会定量地降低循环的性能,而不会定性地改变循环的性能.增加换热器的总热导率可有效提升系统的性能.通过适当地调整热导率分配和内部参数,可以使三热源热布朗热变换器工作在最大生态学函数目标下.当以生态学函数代替供热率作为优化目标时,供热率减少较小,对应的COP提升较大.

外文摘要：A finite-time thermodynamic model of three-heat-reservoir thermal Brownian heat trans-former with heat transfer loss is established,and the heat flow balance equations,heating load,coefficient of performance(COP)and ecological function are derived.The ecological performance characteristics of the cycle are studied by numerical calculation,and the advantages of ecological function as optimization objective are explained.The results show that external heat transfer can only reduce the cycle performance quantitatively,but not change the performance qualitatively.The system performance can be improved effectively by increasing the total thermal conductance of heat exchangers.The three-heat-reservoir thermal Brownian heat transformer can work under max-imal ecological function by adjusting the thermal conductance distributions and internal parameters properly.When the heat loading is substituted by ecological function as optimization objective,the heating load decreases less,but the corresponding COP increases more.

外文关键词：

three-heat-reservoir thermal Brownian heat transformerecological functionheating loadCOPperformance optimizationfinite-time thermodynamics

作者：

齐丛正、陈林根、戈延林、冯辉君

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作者单位：

武汉工程大学热科学与动力工程研究所,武汉 430205

湖北省绿色化工装备工程技术研究中心,武汉 430205

武汉工程大学机电工程学院,武汉 430205

关键词：

三热源热布朗热变换器生态学函数供热率 COP 性能优化有限时间热力学

基金：

国家自然科学基金资助项目国家自然科学基金资助项目武汉工程大学研究生教育创新基金项目

项目编号：

5217131751779262CX2022068

出版年：

2024

工程热物理学报

中国工程热物理学会中国科学院工程热物理研究所

工程热物理学报

CSTPCD北大核心

影响因子：0.4

ISSN：0253-231X

年,卷(期)：2024.45(9)