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(火积)及其在传热优化中的应用

自然界众多的运动都是沿着“用力最小”的途径进行,在物理学上表现为许多物理现象遵循最小作用量原理。本文试图将此原理引入传热学中,传热学目的是研究热量传递的规律及其快慢,本文寻求传热过程中的最小作用量原理,并在其基础上对传热过程进行优化,使热量沿着“用力最小”的途径传递。首先对非平衡热力学中最低能量耗散原理和最小熵产原理进行了分析,发现它们所要求的热流与温度之间的关系与傅立叶定律不一致。这是因为熵和熵产是描述热功转换的热力学参数,熵产对应的是可用能的损失,所以基于最低能量耗散原理和最小熵产原理来分析和优化热量传递过程是值得讨论的。对于满足傅立叶定律的传热问题,本文提出了一个新的物理量:(火积),用它表征物体(系统)传递热量的总能力。在可逆过程中,(火积)是守恒的,不发生热量传递能力的耗散。对于不可逆传热过程,热量从高温流向低温处,会产生(火积)耗散,使热量传递能力降低。在(火积)这个物理量的基础上,采用加权余量法建立了传热学中的(火  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

清华大学
清华大学

火积及其在传热优化中的应用

自然界众多的运动都是沿着“用力最小”的途径进行,在物理学上表现为许多物理现象遵循最小作用量原理。本文试图将此原理引入传热学中,传热学目的是研究热量传递的规律及其快慢,本文寻求传热过程中的最小作用量原理,并在其基础上对传热过程进行优化,使热量沿着“用力最小”的途径传递。首先对非平衡热力学中最低能量耗散原理和最小熵产原理进行了分析,发现它们所要求的热流与温度之间的关系与傅立叶定律不一致。这是因为熵和熵产是描述热功转换的热力学参数,熵产对应的是可用能的损失,所以基于最低能量耗散原理和最小熵产原理来分析和优化热量传递过程是值得讨论的。对于满足傅立叶定律的传热问题,本文提出了一个新的物理量:火积,用它表征物体(系统)传递热量的总能力。在可逆过程中,火积 是守恒的,不发生热量传递能力的耗散。对于不可逆传热过程,热量从高温流向低温处,会产生火积 耗散,使热量传递能力降低。在火积 这个物理量的基础上,采用加权余量法建立了传热学中的火积 极值原理...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

《化工学报》2016年12期
化工学报

(火积)理论及其在化工过程节能中的应用进展

(火积)和(火积)耗散极值原理的提出,为化工过程系统节能开辟了新的方向。阐述了(火积)的物理意义、(火积)是过程量等(火积)理论的最新研究成果,从(火积)在换...  (本文共7页) 阅读全文>>

《高校化学工程学报》2016年03期
高校化学工程学报

基于火积理论的螺旋折流板换热器结构优化

首次应用火积理论对螺旋折流板换热器进行优化结构分析。选取50%搭接的18°和27°的螺旋平面折流板换热器和改进的螺旋折面折流板换热器作为研究对象,且分别应用传热性能综合评价(PEC)准则和火积耗散理论对实验数据进行了分析。结果表明:随着有效度和传热单元数的增加,火积耗散数均减小...  (本文共8页) 阅读全文>>

《物理学报》2014年19期
物理学报

(火积)理论在热功转换过程中的应用探讨

分析和讨论了(火积)理论在热功转换过程的应用及其局限性.对Carnot循环的分析表明,Carnot循环中系统的(火积)是平衡的,但(火积)和熵之间不存在dG=T2dS这样的联系.对于一般热力学过程,分析表明,在热量传递到内可逆循环中间接对外做功时,现有的(火积)理论可用于系统的分析.讨论了热功转换过程分析中(火...  (本文共8页) 阅读全文>>

《热力发电》2014年10期
热力发电

凝汽器主凝结区火积耗散分析

基于火积耗散理论,对凝汽器主凝结区内的换热过程进行计算分析。结果表明:影响凝汽器内火积耗散率的主要因素为冷却水入口温度、冷却水流量、空汽含量、凝汽器压力、管...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科学通报》2012年14期
科学通报

微观状态数与可用(火积)的关系

基于(火积)与微观状态数的关系式,针对热量用于加热或冷却物体以及用于做功两种物理过程,讨论了传递可用(火积)、传递不可用(火积)、转换可用(火积)、转换不可用(火积)与微观状态数的关系.研究发现,热量用于加热或冷却物体时,如果系统内...  (本文共7页) 阅读全文>>