我的毕业论 斯特林热机的性能优化分析

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1、漳州师范学院毕业论文（设计）多种不可逆性对卡诺热机性能的影响TheEffectofMuli-irreversibilitiesonthePerformanceofaCarnotEngine姓名：曾灿杰学号：0504005122系别：物理与电子信息工程系专业：物理学年级：04级指导教师：叶兴梅2008年05月20日漳州师范学院物理与电子信息工程系杨佳2011年11月摘要本文建立传热规律服从时不可逆卡诺热机模型，综合考虑热阻、热漏和内不可逆性等因素的影响。定义了面积比和温比，应用有限时间热力学方法，导出最大功率的表达式以及功率和效率的优化关系。

2、利用功率和效率的优化关系，绘出功率效率特性曲线，从而分析比较各种不可逆性对卡诺热机性能的影响。本文建立的模型，比只考虑热阻、热漏的模型更接近于实际卡诺热机，所得结果对实际热机性能的优化设计有一定的指导意义。关键词：有限时间热力学；卡诺热机；不可逆性AbstractThenewmodelofanirreversibleCarnotenginewithheatconductionlawsubordinatetoisestablished,inwhichthethermalresistances,heatleakagesandinternalir

3、reversibilityaretakenintoaccount.Theratiosofareaandtemperaturearedefined.Byusingthemethodoffinite-timethermodynamics,theoptimalexpressionbetweenpowerandefficiencyisderived.Byusingtheoptimalrelations,thepower-efficiencycharacteristiccurvesareplotted.Furthermore,theeffectoft

4、heirreversibilitiesonthecyclicperformanceisinvestigated.ThemodelestablishedhereisclosertothepracticalCarnotenginethanthemodelinwhichthethermalresistancesandheatleakagesareconsidered,andtheresultsobtainedmayprovidesomenewtheoreticalguidanceforoptimaldesignofCarnotengine.Key

5、words:finite-timethermodynamics;Carnotengine;irreversibility12漳州师范学院物理与电子信息工程系杨佳2011年11月目录中英文摘要……………………………………………………………（I）1引言……………………………………………………………………（1）1.1卡诺循环……………………………………………………………（1）1.2内可逆卡诺热机……………………………………………………（2）1.3含热漏的卡诺循环…………………………………………………（3）1.4几种传热模型………………………………

6、……………………（3）1.５不可逆卡诺热机研究的发展………………………………………（4）2热阻、热漏对内不可逆卡诺热机性能的影响…………………………（5）2.1不可逆卡诺热机模型………………………………………………（5）2.2最优特性关系…………………………………………………………（6）2.3n取1时各种特定损失下的特性关系………………………………（7）3结论……………………………………………………………………（9）致谢………………………………………………………………………（10）参考文献…………………………………………………………………（

7、11）附录………………………………………………………………………（12）12漳州师范学院物理与电子信息工程系杨佳2011年11月1引言1842卡诺提出了由两个等温过程和两个绝热过程组成的卡诺热机模型，并陈述了卡诺定理，从理论上指出了热机的最大效率，对实际热机的设计提供了重要的理论指导。但是实际的热机工作中总是存在热阻、热漏、摩擦等各种不可逆性的影响[1]。卡诺热机模型计算出的效率和实际观察的有很大的差别。但是，考虑了各种不可逆性后建立的模型计算出的优化功率和效率，更与实际相符合。这说明了考虑各种不可逆性的影响是相当必要的。自Novikov(

8、1957)、Chambadal(1957)和Curzon-Ahlborn(1975)分别将传热过程引入卡诺热机循环研究，推导出著名的CA效率，建立有限时间热力学理论之后，国内外许