具有非理想气体工质的内可逆和不可逆Atkinson循环最优性能  

Optimal Performance of Endoreversible and Irreversible Atkinson Cycles with Non-ideal Gas Working Fluid

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作  者:吴迪 戈延林 陈林根 冯辉君 WU Di;GE Yan-lin;CHEN Lin-gen(Institute of Thermal Science and Power Engineering,Wuhan Institute of Technology;Hubei Provincial Engineering Technology Research Center of Green Chemical Equipment;School of Mechanical&Electrical Engineering,Wuhan Institute of Technology)

机构地区:[1]武汉工程大学热科学与动力工程研究所 [2]湖北省绿色化工装备工程技术研究中心 [3]武汉工程大学机电工程学院

出  处:《电站系统工程》2024年第3期6-14,共9页Power System Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目(52171317,51779262);武汉工程大学研究生教育创新基金项目(CX2022072)资助。

摘  要:在前人建立的循环模型基础上,引入了非理想气体比热模型,研究了内可逆和不可逆Atkinson循环的最优性能,分析了压缩比(γ)、循环最高温度(T_(3))、气缸活塞长度(L)、比热模型、传热损失(B)、摩擦损失和内不可逆性损失对两种循环功率(P)、效率(η)、生态学函数(E)和功率密度(P_(d))的影响。结果表明:曲线P-γ、η-γ、E-γ和P_(d)-γ均呈类抛物线型,均存在对应的最佳γ让4个目标函数分别达到最大。对内可逆循环,随着T3的增大,P_(max)、η_(max)、E_(max)和(P_(d))_(max)均增大;随着B的增大,η_(max)和E_(max)均减小。对不可逆循环,随着不可逆损失项数目的增多,P_(max)、η_(max)、E_(max)和(P_(d))_(max)均减小;随着T_(3)的增大,P_(max)、η_(max)、E_(max)和(P_(d))_(max)均增大;随着L的增大,P_(max)、η_(max)、E_(max)和(P_(d))_(max)均减小。与其他两种比热模型相比,非理想气体比热模型下的两种循环P_(max)、η_(max)、E_(max)和(P_(d))_(max)均较小。Based on the models established in previous literature,it further considers the non-ideal gas specific heat model,studies the optimal performances of endoreverisble and irreversible Atkinson cycles,and analyzes the effects of compression ratio(γ),the maximum cycle temperature(T_(3)),cylinder piston length(L),specific heat model,heat transfer loss(B),friction loss and internal irreversible loss on cycle power(P),efficiency(η),ecological function(E)and power density(P_(d)).The results show that curves P-γ,η-γ,E-γand P_(d)-γare all parabolic.There are optimalγs to maximize the four objective functions,respectively.For endoreversible cycle,with the increase of T_(3),the P_(max),η_(max),E_(max)and(P_(d))_(max)all increase;with the increase of B,theη_(max)and E_(max)all decrease.For irreversible cycle,with the increases of the number of irreversible loss items,the P_(max),η_(max),E_(max)and(P_(d))_(max)all decrease;with the increase of T_(3),the P_(max),η_(max),E_(max)and(P_(d))_(max)all increase;with the increase of L,the P_(max),η_(max),E_(max)and(P_(d))_(max)all decrease.Comparing with the other two specific heat models,the P_(max),η_(max),E_(max)and(P_(d))_(max)of the two cycles with the non-ideal gas specific heat model are smaller.

关 键 词:Atkinson循环 内可逆循环 不可逆循环 有限时间热力学 非理想气体 性能优化 

分 类 号:TK17[动力工程及工程热物理—热能工程]

 

参考文献:

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