一类较为完善的不可逆制冷机模型及其最优化

在考虑工质与热源间热阻损失的内可逆卡诺制冷机模型基础上,用一常数项表示热源间的热漏,用一常系数项表示循环中除热阻和热漏外的其余所有不可逆性（如摩擦、涡流、惯性效应等）,提出了一类较为完善的不可逆卡诺制冷机模型,并对此不可逆制冷机模型进行优化分析,导出了其最佳制冷率与制冷系数间的优化关系和最大制冷系数及其相应的制冷率。由定义的一常数项和一常系数项可定性、定量地分析不可逆性对循环性能的影响,所得结果包含了有关文献的一些特例。最后,给出了详细的数值算例,说明本模型的有效性。     

内可逆卡诺热泵的生态学优化性能

本文导出了内可逆卡诺热泵的供热量、供热率和供热系数的耗散量,以反映热泵供热率π与其耗散φ_cT_Lσ,即热泵熵产率σ、低温热源温度T_L和可逆供热系数φ_c乘积之间最佳折衷的“生态学”性能E=π-φ_cT_Lσ为目标,基于牛顿和线性唯象传热定律,研究内可逆卡诺热泵的优化问题,得到最大E性能时的供热系数界限及相应的供热率和熵产率。     

Q∝T~n时不可逆卡诺热泵的最优性能

非线性传热条件下的内可逆卡诺热机最优性能有了一些讨论,本文将导出不可逆卡诺热泵工作于非线性传热 Q■条件下,最佳供热系数д与泵热率π的关系。据此可确定任意泵热率时所对应的供热系数界限。最后,讨论了这一关系的一些应用,所得结果包含了经典热力学及内可逆线性传热情况下的有关结论,为实际热泵设计提供新的理论依据。     

恒温热源实际回热式布雷顿制冷循环性能分析

用有限时间热力学方法分析实际制冷循环性能,计入工质与高、低温热源间换热器和回热器的热阻损失,压缩机和膨胀机中的不可逆损失和管道中的压力损失,导出恒温热源条件下实际国热式布雷顿制冷循环的制冷率、制冷系数与循环压比间的解析式,并给出了详细的数值算例。     

三热源热泵有限时间经济性能优化

本文用有限时间热力学与经济优化相结合的方法,导出ｑ∝△（Ｔ）和ｑ∝△（Ｔ－１）两种传热规律下,三热源热泵的最佳利润率、供热系数关系,得到最大利润率时的供热系数界限。     

具有热阻、热漏和内部耗散的联合制冷机性能

建立一类存在热阻、热漏和内部耗散的定常态流联合制冷机循环模型,并研究其性能优化,导出制冷系数、制冷率基本优化关系和最大制冷系数及其相应的制冷率．给出了传热面积的最佳值和工质最佳工作温度．所得结果适用于由任意个制冷机串接而成的联合制冷循环．     

q∝△(T~(-1))传热时三热源热泵的最优性能普遍关系

本文导出工质与三个热源间的传热系数分别为。α、β和γ,传热规律为q~∝△(T~(-1))时,内可逆三热源热泵的最佳供热系数ψ与供热率Π间的关系:ψ<1时,Π=K_1ψ[T_p(T_H-T_ο)-T_H(T_p-Tο)ψ]/[T_HT_pT_ο(1-△_1ψ)~2];ψ>1时,Π=K_2ψ[T_p(T_H-T_ο)-T_H(T_P-T_ο)ψ]/[T_HT_pT_ο(△_2-ψ)~2];式中,K_1=αγ/(α~(1/2)+γ~(1/2))~2,K_2=βγ/(β~(1/2)+γ~(1/2))~2,△_1=(α/β)~(1/2)(β~(1/2)-r~(1/2)/(α~(1/2)+γ~(1/2)),△_2=(β/α)~(1/2)(α~(1/2)-γ~(1/2))/(β~(1/2)+γ~(1/2))。由此可得许多有用的关系。     

不可逆定常态流热机的有限时间热力学最优化

在考虑工质与热源间热阻损失的内可逆热机模型基础上,用一常数项表示热漏损失,用一常系数项表示循环中除热阻和热漏外的其余不可逆性（如摩擦、涡流、非平衡等）,建立了一个不可逆定常态能量转换卡诺热机模型,并对其进行有限时间热力学分析,导出循环的最佳功率与效率关系,并得到了最大功率及其相应的效率和最大效率及其相应的功率。由此模型可准确描述各种不可逆性对热机性能的影响。由此得到的热机功率效率特性与实际热机特性相同。     

传热规律对卡诺热泵有限时间(火用)经济最优性能的影响

本文导出了一种较为普遍的传热规律 q∝△(T~n)时内可逆卡诺热泵的最佳供热系数、利润率关系,并藉此讨论了几种传热规律时内可逆卡诺热泵的有限时间(火用)经济最优性能,得到了一些新的普适结果。     

不可逆闭式燃气轮机循环的最佳功率效率特性

本文研究恒温热源条件下不可逆闭式燃气轮机循环的有限时间热力学性能,导出其最佳功率输出与效率间的关系,它包含内可逆和理想换热条件下的最佳特性关系。     

内可逆闭式中冷回热布雷顿循环效率优化

以热效率为目标,应用有限时间热力学的方法优化了恒温热源条件下内可逆闭式中冷回热布雷顿循环的中间压比分配和高低温侧换热器、中冷器及回热器热导率分配,得到循环最大热效率.进一步对总压比优化,可以得到双重最大效率.通过数值计算,研究了一些重要参数对循环优化结果的影响.     

高超声速气流中头锥逆喷防热流热耦合分析

作为一种主动冷却方式,逆向喷流结构对高超声速飞行器的热防护具有显著效果.为了对头锥逆喷的防热特性进行准确预测,采用流热耦合方法,对6马赫下的头锥逆喷结构的流动和传热进行数值研究.通过数值计算和实验对比,验证了湍流模型和流热耦合算法的准确性,获得了不同逆喷总压比下的流动特性,并且对不同逆喷总压比对流动和传热的影响进行了分...     

助推—滑翔式导弹中段弹道方案的初步分析

建立了助推—滑翔式弹道中段的无量纲运动方程。采用非线性规划方法实现弹道优化。首先求解不同初始速度、速度倾角和最大升阻比的最大射程弹道,然后考虑驻点热流、过载约束,求解总气动加热最小和射程最大的最优弹道。基于前者的计算结果分析了初始条件对最大射程弹道的影响。将考虑约束的再入滑翔弹道与弹道式再入的特征参数比较,表明再入滑翔弹道的峰值热流较小,而总气动加热增加,但再入滑翔飞行时间在一般锥形体再入机动飞行器的热防护系统可承受的时间范围内。     

气氧甲烷溅板式层板喷注器燃烧特性试验分析

采用试验方法分别对单喷嘴和多喷嘴溅板式层板喷注器燃烧特性进行研究,考察不同工况下喷注器面板热载情况,得到不同混合比、不同结构参数对燃烧室压力分布和燃烧效率的影响规律。试验结果表明:混合比对多喷嘴喷注器燃烧室压力影响不大,但对燃烧效率有较大影响。对于单喷嘴喷注器,燃烧效率随着混合比的增加而增高。相同条件下,增大扩张角及出口层宽度有利于提高喷注器燃烧效率,但会引起喷注面板热载增大,各喷注器喷注面板均产生不同程度的变形或失效。该结果对于正确指导层板式喷注器的设计以及筛选喷注器结构具有重要意义。     

内可逆闭式中冷回热布雷顿循环功率效率特性

应用有限时间热力学的方法分析了恒温热源条件下内可逆闭式中冷回热布雷顿循环的无因次功率和效率特性,导出了无因次功率及效率的解析式,通过数值计算,得到了分别对应于循环功率和效率的最佳中间压比分配,并研究了中冷度、回热度以及高低温侧换热器有致度对循环性能的影响。     

凹腔布置方案对气化煤油超声速燃烧特性的影响

针对两种凹腔布置方案,模拟马赫数6.0的来流条件,采用气化RP-3开展了一系列直连式燃烧试验。依据燃烧流场的可见光图像、燃烧室壁面静压分布和推力增益,对比分析了凹腔布置方案对气化煤油超声速燃烧特性的影响。结果表明,凹腔布置方案和当量比对燃烧室内的火焰分布、燃料的释热特性和发动机燃烧性能有显著影响。并联凹腔的火焰与释热主要集中在凹腔附近,燃料比冲对当量比不敏感;单凹腔的火焰与释热分布更加分散,燃料比冲随当量比的增加而提高。     

工作环境对发动机本体热负荷的影响

为了研究发动机工作环境对发动机本体热负荷的影响,以某型发动机为对象,采用缸内燃烧与冷却系统传热耦合计算方法,建立了温度和大气压力对发动机本体部件热负荷数值仿真模型。通过发动机热平衡台架试验验证了模型最大误差为9.1%,实车试验验证模型最大误差为6.2%。计算表明:发动机出口冷却水温度随环境温度和海拔升高而升高;环境温度46℃时的缸内活塞最高温度比-43℃时升高了15.4%,汽缸套最高温度升高15.5%;海拔高度每升高1 km,活塞最高温度升高1.04%,汽缸套温度升高0.95%。