流动与混合过程中不可逆损失的研究

论文摘要

本文论述了造成实际热工过程中不可逆损失的原因,并应用工程热力学和统计热力学的理论,结合流动与混合过程从宏观和微观两个方面进行了研究和探讨。主要工作如下:应用能级匹配理论检验实际热力系统能源利用的有效性,合理利用现有能源。以大系统为研究对象分析了电热、地热、热泵取暖以及制冷装置的能级差,对能源利用提供建议。换热器中的不可逆损失来源于温差传热和摩擦阻力的共同作用,在换热器中主要采用降低流体温差和减少流动过程中的阻力。通过对热交换器、水冷冷凝器、蒸汽冷凝器的具体分析计算,找出诸多不可逆因素在不可逆损失中所起的作用,对影响不可逆损失的因素如工作液体的进口温度和流量、管路的最小管径、流动过程中的压降以及传热单元数进行了分析。证明了不可逆损失的微观机理是系统混乱度的增大,同时导出了不可逆损失的微观公式,并利用具体实例证明了微观计算公式的正确性。找出了不可逆损失宏观与微观间的联系,并证明了二者的一致性。提出了减少不可逆损失的微观途径是降低微态数的增长或减小混乱度的增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 流动与混合过程不可逆损失研究历史回顾
• 1.2 流动与混合过程不可逆损失研究现状
• 1.3 研究流动与混合过程中不可逆损失研究的意义
• 1.3.1 能源利用情况与现状
• 1.3.2 研究流动与混合过程中不可逆损失研究的理论价值
• 1.3.3 研究流动与混合过程中不可逆损失研究的实践意义
• 1.4 本课题主要研究的内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 流动与混合过程中不可逆损失宏观原因分析
• 2.1 不可逆损失的宏观原因
• 2.1.1 宏观原因概述
• 2.1.2 能量转移与过程中不可逆损失分析
• 2.2 应用能级理论检验实际热力系统能源利用的有效性
• 2.3 采暖设备能级平衡原理分析
• 2.3.1 电热取暖
• 2.3.2 地热取暖
• 2.3.3 热泵取暖
• 2.3.4 制冷装置的能级分析
• 2.4 流动与混合过程中不可逆损失宏观原因的算例
• 2.5 不可逆损失宏观原因之间的关系
• 2.6 减少流动与混合不过程可逆损失的途径
• 2.7 本章小结
• 第3章 换热器的不可逆损失分析
• 3.1 热交换器不可逆损失概述
• 3.2 水冷冷凝器的不可逆分析
• 3.2.1 微元段的分析
• 3.2.2 冷凝器不可逆损失的计算及减少不可逆损失的措施
• 3.3 蒸汽冷凝器的实例分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 流动与混合不可逆损失的微观机理研究
• 4.1 过程方向性的微观实质的探索
• 4.1.1 过程的方向性
• 4.1.2 具体实例分析
• 4.2 流动与混合过程不可逆损失的微观机理探讨
• 4.2.1 微观原因与宏观原因的一致性
• 4.2.2 混乱度对不可逆损失的影响
• 4.2.3 闭口系绝热膨胀过程不可逆损失微观分析
• 4.3 流动与混合过程不可逆损失的微观计算公式及其算例分析
• 4.3.1 混乱度增长率及计算公式的导出
• 4.3.2 算例
• 4.4 减少流动与混合过程不可逆损失的微观途径
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢