吉林大学学报(工学版)

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存在热漏的内燃机与斯特林联合循环的有限时间的热力学研究

聂建军,杜发荣,高峰   

  1. 北京航空航天大学 汽车工程系,北京 100083
  • 收稿日期:2006-06-21 修回日期:2006-08-25 出版日期:2007-05-01 发布日期:2007-05-01
  • 通讯作者: 聂建军

Finite time thermodynamics of real combined power cycle operating
between internal combustion engine and Stirling engine with heat leak

Nie Jian-jun,Du Fa-rong,Gao Feng   

  1. Department of Automotive Engineering,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing 100083,China
  • Received:2006-06-21 Revised:2006-08-25 Online:2007-05-01 Published:2007-05-01
  • Contact: Nie Jian-jun

摘要: 在分布式电站系统的应用研究中,根据总能系统和能量梯级利用的原则,基于有限时间热力学理论,建立了考虑热阻和热漏的内可逆内燃机循环与斯特林循环联合动力装置的热力学模型,导出了以压缩比、温度比等循环参数表示的联合循环功率和效率表达式。同时由数值计算分析了热漏等循环参数对循环性能的影响,以及循环功率与效率间的关系。所得结果对联合循环动力装置性能研究具有很重要的实际指导意义,同时对联合循环有限时间热力学理论做了进一步的扩充。

关键词: 动力机械工程, 有限时间热力学, 能量梯级利用, 联合循环, 内燃机, 斯特林, 热漏

Abstract: In the applied research of the distributed power station system, according to the principles of the total energy system and the cascade utilization of energy, a thermodynamic model of the endoreversible combined power cycle with the heat leak and the irreversible heat transfer process operating between the internal combustion engine and the Stirling engine was investigated based on the theory of the finite time thermodynamics. The expressions about power output and thermal efficiency were derived, which were denoted by the compression ratio and temperature ratio and other parameters. The relations between power output and efficiency and the effect of heat leak and other parameters on the performance of the combined cycle were analyzed by detailed numerical examples. The obtained results enlarge the scope of the theory of the finite time thermodynamics and provide a basis for the performance study of the practical combined power cycle.

Key words: power machinery and engineering, finite time thermodynamics, cascade utilization of energy, combined cycle, internal combustion engine, Stirling, heat leak

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