超临界CO 2 循环的热力学分析及优化

发布时间：2024-12-01 00:37

　　21世纪以来,超临界CO2循环受到了研究学者们的广泛关注。S-CO2循环具有效率高,系统结构简单,部件紧凑等优点。广泛应用于核能、太阳能、低温余热以及燃煤电厂。S-CO2循环主要分为S-CO2朗肯循环和S-CO2布雷顿循环,而由于CO2临界温度低,冷端冷却困难,近几年的研究更加侧重于S-CO2布雷顿循环。S-CO2布雷顿循环根据压缩机、中间冷却器、回热器、再热器个数分为许多不同的循环模式,其中以一级再压缩循环即S-CO2再压缩布雷顿循环的研究最为广泛,其系统结构简单,性能较好,被科研工作者们广泛认可。传统分析方法均以热力学第一定律及第二定律作为基础,但经典热力学对于处理多过程耦合体系具有一定的局限性。本文在现代热力学框架下,引入热力学流和热力学力建立了实际热机效率表达式。从T-Q图出发,定义换热器中换热过程曲线T-Q图面积为热功转换耗散,代表可用能损失。建立了加热和冷却过程的热负荷和热功转换耗散之间的定量关系。在考虑加热和冷却过程热耦合的情况下,得出了实际热机效率的表达式。实际热机效率表达式告诉我们,无论一个热机有多复杂,为了提高热机效率都应尽可能降低热阻之比。该理论为广义热机的设计和运...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 S-CO₂循环的国内外研究现状
        1.2.1 S-CO₂循环针对不同热源的应用
        1.2.2 S-CO₂循环的不同布局
        1.2.3 不同循环布置及循环参数对系统性能的影响
            1.2.3.1 不同循环布置对系统性能的影响
            1.2.3.2 循环参数对系统性能的影响
    1.3 本文研究内容及意义
第2章 从换热器换热路径出发优化热机实际热效率
    2.1 引言
    2.2 现代热力学理论
    2.3 实际热机效率表达式
    2.4 本章小结
第3章 S-CO₂循环热力学优化分析
    3.1 引言
    3.2 S-CO₂循环优化分析
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 求解方法
        3.2.3 结果与讨论
        3.2.4 偏离设计工况点运行
    3.3 本章小结
第4章 超临界CO₂联合循环的构建
    4.1 引言
    4.2 问题描述及求解模型
    4.3 优化有机朗肯循环
        4.3.1 过热度的影响
        4.3.2 热源出口温度的影响
    4.4 联合循环
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：4013266