两热源循环热力学优化理论

本书在全面深入介绍有限时间热力学理论与总结前人现有研究成果的基础上，通过数学建模、理论分析和数值计算，对单级和多级两热源内可逆和不可逆热机、制冷机和热泵循环及包含若干不同温度的热源、有限热容子系统和能量变换器的复杂热力系统的性能优化和很优构型进行了研究，取得了一些具有重要理论意义和实用价值的研究成果。本书可供能源、动力等领域的科技人员参考，也可作为大专院校工程热物理、热能工程、空调、制冷等相关专业本科生或研究生教材。

前言
符号说明
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 有限时间热力学的产生和发展 1
1.3 内可逆循环 2
1.4 不可逆循环 3
1.5 两热源循环性能优化研究现状 4
1.5.1 牛顿传热规律下恒温热源热机循环 4
1.5.2 牛顿传热规律下变温热源热机循环 5
1.5.3 传热规律对恒、变温热源热机循环性能优化的影响 5
1.5.4 牛顿传热规律下恒温热源制冷循环 7
1.5.5 牛顿传热规律下变温热源制冷循环 8
1.5.6 传热规律对恒、变温热源制冷循环性能优化的影响 8
1.5.7 牛顿传热规律下恒、变温热源热泵循环 9
1.5.8 传热规律对恒、变温热源热泵循环性能优化的影响 10
1.6 两热源热机循环构型优化研究现状 11
1.6.1 牛顿传热规律下恒温热源热机循环构型优化 11
1.6.2 牛顿传热规律下变温热源热机循环构型优化 11
1.6.3 传热规律对恒、变温热源热机循环构型优化的影响 12
1.6.4 两热源制冷和热泵循环构型优化研究现状 13
1.7 两热源多级卡诺循环构型优化研究现状 13
1.8 本书主要内容 14
第2章 两热源正、反向卡诺循环基本输出率与性能系数优化 17
2.1 引言 17
2.2 内可逆卡诺热机输出功率与热效率优化 17
2.2.1 内可逆卡诺热机模型 17
2.2.2 很优特性关系 18
2.2.3 传热规律对性能的影响 19
2.2.4 数值算例与分析 20
2.3 广义不可逆卡诺热机输出功率与热效率优化 21
2.3.1 广义不可逆卡诺热机模型 21
2.3.2 基本优化关系 22
2.3.3 优选输出功率界限和优选热效率界限 24
2.3.4 各种损失对性能的影响 25
2.3.5 传热规律对性能的影响 25
2.3.6 数值算例与分析 27
2.3.7 讨论 28
2.4 内可逆卡诺制冷机制冷率与制冷系数优化 29
2.4.1 内可逆卡诺制冷机模型 29
2.4.2 很优特性关系 30
2.4.3 传热规律对性能的影响 31
2.4.4 数值算例与分析 31
2.5 广义不可逆卡诺制冷机制冷率与制冷系数优化 32
2.5.1 广义不可逆卡诺制冷机模型 32
2.5.2 基本优化关系 33
2.5.3 各种损失对性能的影响 35
2.5.4 传热规律对性能的影响 36
2.5.5 数值算例与分析 39
2.5.6 讨论 40
2.6 内可逆卡诺热泵供热率与供热系数优化 40
2.6.1 内可逆卡诺热泵模型及其优化 40
2.6.2 传热规律对性能的影响 41
2.6.3 数值算例与分析 42
2.7 广义不可逆卡诺热泵供热率与供热系数优化 43
2.7.1 广义不可逆卡诺热泵模型及其优化 43
2.7.2 各种损失对性能的影响 44
2.7.3 传热规律对性能的影响 45
2.7.4 数值算例与分析 47
2.7.5 讨论 49
2.8 小结 49
第3章 两热源正、反向卡诺循环生态学性能优化 51
3.1 引言 51
3.2 内可逆卡诺热机生态学性能优化 51
3.2.1 很优特性关系 51
3.2.2 传热规律对性能的影响 52
3.2.3 数值算例与分析 53
3.3 广义不可逆卡诺热机生态学性能优化 55
3.3.1 很优特性关系 55
3.3.2 各种损失对性能的影响 56
3.3.3 传热规律对性能的影响 57
3.3.4 数值算例与分析 59
3.3.5 讨论 62
3.4 内可逆卡诺制冷机生态学性能优化 62
3.4.1 很优特性关系 62
3.4.2 传热规律对性能的影响 63
3.4.3 数值算例与分析 65
3.5 广义不可逆卡诺制冷机生态学性能优化 67
3.5.1 很优特性关系 67
3.5.2 各种损失对性能的影响 68
3.5.3 传热规律对性能的影响 68
3.5.4 数值算例与分析 70
3.5.5 讨论 73
3.6 内可逆卡诺热泵生态学性能优化 74
3.6.1 很优特性关系 74
3.6.2 传热规律对性能的影响 75
3.6.3 数值算例与分析 76
3.7 广义不可逆卡诺热泵生态学性能优化 78
3.7.1 很优特性关系 78
3.7.2 各种损失对性能的影响 79
3.7.3 传热规律对性能的影响 80
3.7.4 数值算例与分析 82
3.7.5 讨论 86
3.8 小结 86
第4章 两热源正、反向卡诺循环经济性能优化 88
4.1 引言 88
4.2 内可逆卡诺热机经济性能优化 88
4.2.1 很优特性关系 88
4.2.2 传热规律和价格比对性能的影响 89
4.2.3 数值算例与分析 90
4.3 广义不可逆卡诺热机经济性能优化 92
4.3.1 很优特性关系 92
4.3.2 各种损失对性能的影响 92
4.3.3 传热规律对性能的影响 93
4.3.4 价格比对利润率和经济性能界限的影响 93
4.3.5 数值算例与分析 94
4.3.6 讨论 96
4.4 内可逆卡诺制冷机经济性能优化 96
4.4.1 很优特性关系 96
4.4.2 传热规律和价格比对性能的影响 97
4.4.3 数值算例与分析 99
4.5 广义不可逆卡诺制冷机经济性能优化 100
4.5.1 很优特性关系 100
4.5.2 各种损失对性能的影响 101
4.5.3 传热规律对性能的影响 101
4.5.4 价格比对利润率和经济性能界限的影响 102
4.5.5 数值算例与分析 103
4.5.6 讨论 105
4.6 内可逆卡诺热泵经济性能优化 105
4.6.1 很优特性关系 105
4.6.2 传热规律和价格比对性能的影响 106
4.6.3 数值算例与分析 107
4.7 广义不可逆卡诺热泵经济性能优化 109
4.7.1 很优特性关系 109
4.7.2 各种损失对性能的影响 109
4.7.3 传热规律对性能的影响 110
4.7.4 价格比对利润率和经济性能界限的影响 110
4.7.5 数值算例与分析 111
4.7.6 讨论 113
4.8 小结 113
第5章 两热源正、反向热力循环构型优化 115
5.1 引言 115
5.2 内可逆热机输出功率优选时的构型优化 115
5.2.1 热机模型 115
5.2.2 很优构型的优化过程 117
5.2.3 数值算例与分析 126
5.2.4 讨论 127
5.3 复杂系统的构型优化 128
5.3.1 系统模型 128
5.3.2 很优解 129
5.3.3 数值算例与分析 134
5.3.4 讨论 135
5.4 有限热容高温热源热机循环构型优化 135
5.4.1 热机模型 135
5.4.2 很优构型 136
5.4.3 传热规律对性能的影响 138
5.4.4 基本优化关系 140
5.4.5 数值算例与分析 141
5.4.6 讨论 142
5.4.7 热漏对有限热容高温热源热机构型优化的影响 142
5.5 有限热容低温热源制冷循环构型优化 146
5.5.1 制冷机模型 146
5.5.2 很优构型 147
5.5.3 传热规律对性能的影响 149
5.5.4 基本优化关系 150
5.5.5 数值算例与分析 152
5.5.6 讨论 152
5.5.7 热漏对有限热容低温热源制冷机构型优化的影响 153
5.6 小结 157
第6章 两热源多级连续正、反向卡诺循环构型优化 159
6.1 引言 159
6.2 两热源多级连续正、反向内可逆卡诺循环构型优化 159
6.2.1 系统模型 159
6.2.2 很优控制理论应用 163
6.2.3 数值算例与分析 166
6.2.4 辐射传热时循环构型优化 167
6.3 两热源多级连续正、反向不可逆卡诺循环构型优化 174
6.3.1 系统模型 174
6.3.2 很优控制理论应用 176
6.3.3 数值算例与分析 178
6.3.4 辐射传热时循环构型优化 180
6.4 小结 186
第7章 总结 187
参考文献 191