熵产率论文-李志远,杜娟,李帆,张宏武,林峰

熵产率论文-李志远,杜娟,李帆,张宏武,林峰

导读:本文包含了熵产率论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:熵产率,损失模型,雷诺平均,雷诺平局-大涡模拟混合方法

熵产率论文文献综述

李志远,杜娟,李帆,张宏武,林峰[1](2018)在《通过熵产率构建的两类损失模型计算精度比较》一文中研究指出本文采用雷诺平均及雷诺平均-大涡模拟方法对一直叶栅进行数值模拟,分别对比分析了两类基于熵产率构建的损失模型结果。一类为假设模拟结果的湍流耗散等于湍流生成构建的模型,称为Moore模型;另一类为通过湍流模型参数直接求解湍流耗散率构建的模型,称为K-B模型。经过对比4°攻角下当地损失系数及2°、4°、7°攻角下积分损失可发现,无论是雷诺平均还是雷诺平均-大涡模拟方法模拟,Moore模型均与K-B模型在定性及定量上有一定差距。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2018年09期)

王威,王军,李佳峻,梁钟[2](2018)在《基于涡粘性模型的翼型湍流流场熵产率计算》一文中研究指出利用有限体积法实现了基于非正交同位网格的SIMPLE算法。基于熵分析方法,采用涡粘性模型求解湍流熵产方程,系统研究了湍流模型对二维翼型绕流流场熵产率的影响。通过计算NACA0012翼型在来流雷诺数为2.88×106时,0°攻角~16.5°攻角范围内的翼型表面压力系数分布和升阻力特性,验证了算法及程序的正确性。结果表明,选择不同湍流模型时,翼型流场熵产的计算结果存在差异,湍流耗散是引起流场熵产的主要原因;翼型流场的熵产主要发生在翼型前缘区、壁面边界层和翼型尾流区域,流场熵产率与翼型阻力系数线性相关;当产生分离涡时,粘性耗散引起的熵产下降。(本文来源于《计算力学学报》期刊2018年03期)

陈庆晓,夏少军,王文华,陈林根[3](2018)在《Dulong-Petit传热规律下甲烷蒸汽重整反应器熵产率最小化》一文中研究指出基于有限时间热力学理论,考虑管式活塞流转化管外热源与管内混合反应物间传热服从Dulong–Petit传热规律[q∝?(T)~(1.25)],对管式活塞流反应器中的甲烷蒸汽重整反应进行优化。在管外热源温度分布完全可控及氢气(H_2)产率、进口压力、进口反应混合物总摩尔流率和惰性气体氮气(N2)的摩尔流率均给定的条件下,以化学反应、粘性流动、传热过程的总熵产率最小为目标,应用非线性规划数值方法对反应器的最小熵产率以及管外温度的最优分布进行了数值求解,并与管外热源温度恒定、热源温度线性变化的两种参考反应器以及分别服从牛顿传热规律[q∝?(T)]和线性唯象传热规律[q∝?(T~(–1))]的最优反应器进行了比较。结果表明,最优反应器与2种参考反应器相比熵产率降低了58%以上;对反应器进行预加热有利于减小反应器的熵产率;对于最优反应器,中间段区域存在恒定的化学驱动力或恒定的热驱动力;传热规律对SMR反应器的热源与反应物温度最优构型及最小熵产率均有显着影响。(本文来源于《节能》期刊2018年03期)

王超,陈林根,夏少军,宋汉江,孙丰瑞[4](2017)在《中空纤维膜接触器脱出CO_2过程熵产率最小化》一文中研究指出本文用有限时间热力学对中空纤维膜接触器脱出酸化海水中CO_2过程进行了理论研究。在壳程通过酸化海水,管程采用N_2和CO_2混合气体吹扫条件下,对传质过程熵产率进行了最小化。采用数值计算得到了熵产率最小传质策略的液相、气相中CO_2摩尔分数沿程分布,并与化学势差一定及管程采用N_2吹扫传质策略进行了比较。结果表明,熵产率最小传质策略的熵产率比管程采用N_2吹扫的传质策略减小41.39%;化学势差一定传质策略优于管程采用N_2吹扫传质策略。本文结果对实际中空纤维膜接触器脱出酸化海水中CO_2过程的设计具有一定理论指导意义。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2017年12期)

曹刚[5](2016)在《光生物反应器内传递与转化过程模拟及熵产率分析》一文中研究指出随着全球能源急剧减少及环境污染问题日益严重,发展绿色可再生能源已经成为能源研究的重要突破口。光合微生物能源凭借其生产能耗低、可再生、环境友好、条件温和等优点,被认为是目前最具有潜力的新能源之一。然而,由于目前微生物能源转化过程中的反应条件和工艺尚不成熟,导致其转化效率和经济性相对较差。其中,光生物反应器作为微生物能源转化的反应场所,将直接影响微生物能源转化过程中的传热传质与流动特性,从而对微生物能源转化效率起到至关重要的作用。因此,反应器结构改进及反应器内部微生物能源转化过程优化对于提高微生物能源转化效率十分必要。熵产率分析在换热器、化工反应器和燃料电池等能量系统中有着广泛的应用,作为同样涉及到流动、传热传质以及生化反应的能量系统,光生物反应器中传递效率和其中的不可逆损失是影响光生物反应器效率的重要因素。由于微生物培养实验周期长,且很难得到反应器内速度场、温度场以及浓度场分布,而将数值模拟与实验得出的微生物生长动力学模型结合起来能很好地弥补实验这一不足,为光生物反应器的优化设计提供一定的指导作用。本文利用数值模拟软件模拟光生物反应器中的传递及转化过程,并利用热力学第二定律熵产率分析的方法对其进行优化分析。本文针对生物膜光生物反应器、包埋颗粒光生物反应器和悬浮式光生物反应器叁种不同形式的反应器进行了数值模拟,获得了其速度、温度、浓度场分布规律以及底物降解和产物生成速率,并基于场分布对反应器中传递过程的不可逆熵产率进行了计算分析,研究了培养液流速、底物浓度、温度、光强、pH、曝气率、反应器结构等参数对底物降解效率、产物生成速率及不可逆熵产的影响,并提出了一种综合不可逆损失和反应速率的评价光生物反应器运行参数的新方法——单位底物降解量的不可逆熵产S/Rc(以降解底物为主要目的)和单位产物生成量的熵产S/Rh最小(以生产产物为主要目的)原则,据此得出了叁种不同形式反应器的最佳运行条件,主要研究结果如下:(1)针对生物膜式光合细菌生物反应器内传递及转化过程,进行了数值模拟和熵产率分析,结果表明传热和传质引起的熵产率占主要部分,而粘性流动引起的熵产率相对较小,可以忽略不计。运行条件变化时,总熵产率的变化主要受传质引起的熵产率变化的影响,而传热引起的熵产率变化不大,因此强化传质可以减少不可逆损失;对于本文所模拟的生物膜式反应器,其最佳运行条件为:温度30°C、培养液流量70 mL/h、入口培养液葡萄糖浓度为70 mol/m3。(2)通过对填充床反应器中单包埋颗粒的速度场、温度场和浓度场以及葡萄糖传质引起的熵产率分布的模拟,得到如下结果:传质阻力主要集中在包埋颗粒内,其熵产率占主要部分;随着培养液中葡萄糖浓度的增加,葡萄糖传质引起的熵产率单调减小;温度变化时,传质引起的熵产率先增大后减小,在30°C时达到最大值;而在培养液流量增大时,葡萄糖传质引起的熵产率缓慢减小,最后趋于平缓;在pH和光强变化时,熵产率的变化呈相同的变化趋势,均是先增大后减小,分别在pH=7和I0=6000 lx时达到最大值。得到了葡萄糖初始浓度、温度、流量、pH以及光强对葡萄糖降解速率和氢气生成速率的影响,结果表明在c0=60 mol/m3、T0=30°C、qv=4 m L/h、pH=7、光强I0=6000 lx时葡萄糖降解速率和氢气生成速率均达到最大值;通过计算单位葡萄糖降解量和单位氢气生成量对应的不可逆传质引起的可用能损失,以损失最小为原则,得到最佳运行条件为c0=60 mol/m3、T0=30°C、qv=4 m L/h、pH=7、光强I0=6000 lx。(3)通过对体心堆积和面心堆积两种堆积方式的包埋颗粒反应器的模拟计算,结果表明:两种堆积方式的变化趋势相同,葡萄糖降解速率和氢气生成速率均在c0=60 mol/m3、T0=30°C、Re=0.6时达到最大值,而且面心立方堆积反应器的葡萄糖降解速率与产氢速率均比体心立方高约6.8%左右。在熵产率方面,两者的变化趋势相同:随着培养液中葡萄糖浓度的增加,葡萄糖传质引起的熵产率单调减小;温度变化时,传质引起的熵产率先增大后减小,在30°C时达到最大值;而在培养液流量增大(Re数增大)时,葡萄糖传质引起的熵产率缓慢减小,从Re=0.6时开始趋于平缓;对于单位反应器体积的熵产率,面心立方始终高于体心立方堆积方式。(4)通过对悬浮式光生物反应器内流动与熵产进行模拟计算,得出以下结论:与普通未安装隔板的平板式微藻光生物反应器相比,增加隔板会加强反应器内的环流,从而加强反应器内培养液的混合。通气率和隔板长度的增加以及上升区的增大均会造成流动引起的熵产率增加,而平均气含率随着通气率的和上升区的增大会逐渐增加,但是培养液中气含率随板长增加而减小。(本文来源于《重庆大学》期刊2016-05-01)

曹刚,黄云,廖强,付乾,朱恂[6](2016)在《光生物反应器内传递及转化过程的熵产率分析》一文中研究指出熵产率分析在能量转化系统的优化中有着广泛的应用,本文利用熵产率分析探究了光合细菌生物膜反应器运行条件的方法,通过模拟得出了光合细菌生物膜反应器内光合细菌葡萄糖消耗速率和氢气生成速率以及产氢过程中流动、传热、传质等因素引起的熵产率,分析了培养液流速、温度、底物初始浓度等运行条件对熵产率大小和反应速率的影响,最后提出了一个评价光生物反应器性能的方法——单位氢气生成速率熵产率最小,并以此为原则对反应器的运行条件进行优化,得到反应器的最佳运行条件为:培养液入口温度为30℃、流量为70 mL·h~(-1)、葡萄糖浓度为70 mol.m~(-3)。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2016年03期)

孙晓丽[7](2013)在《含蜡原油管输过程的熵产率分析》一文中研究指出本文受到国家自然科学基金项目(No.51106020,No.51174042,No.51051002)、中国石油科技创新基金项目(2012D-5006-0610)及黑龙江省普通高等学校青年学术骨干计划支持项目(1252G005)的资助。我国所产原油多为含蜡易凝原油,需要采用加热输送工艺。为了克服输送过程中的高程差,管道需要配备给油流提供压能的输油泵机组,为了减少摩阻损失,管道系统还需要配备加热装置。这些输送设备主要消耗电力和燃料,使得连续运行的管道成为耗能大户。随着国内油品需求的不断增长,管道能源消耗亦会进一步增加,使管道的经济运行管理面临更大的挑战。从热力学的角度看,原油管道输送过程同时存在扩散、传热和流体流动等多种不可逆现象,它们互有交叉、相互作用。本文在前人研究成果的基础上,建立了含蜡原油管输不可逆过程的物理模型;在已有普适性熵产率方程的基础上,分别推导了传热与粘滞以及扩散等不可逆现象耦合作用的“力”和“流”,得到了含蜡原油管输过程的熵产率数学模型;依据已得到的熵产率方程选择合适的“流”与“力”,推导了反映过程速率(流)与动力之间关系的唯象方程,并将唯象系数作为原油管输过程的作用强度的指标;并利用居里原油确定唯象方程中可以耦合的“流”与“力”,进而给出叁种不可逆现象之间唯象系数的计算方法;结合管输过程的热经济学优化技术,通过对比热经济优化结果与熵产率最小的优化结果发现二者具有相似的对应关系,都是最佳的输油温度对应最低的管道运行费用,且最小熵产率的优化设计结果不受当前物价等因素的影响,由此可见,原油管输过程熵产最小优化设计比热经济优化的设计结果更具适用性,值得在原油管输过程的的优化设计中推广应用。(本文来源于《东北石油大学》期刊2013-06-09)

成庆林,孙晓丽,高东宇[8](2013)在《含蜡原油管道输送过程的熵产率分析》一文中研究指出原油管道输送是同时存在扩散、传热和流动等多种不可逆现象的复杂过程。本文在已有普适性熵产率方程的基础上,推导了传热与黏滞两种不可逆现象耦合作用的"力"和"流",给出了含蜡原油管输过程的熵产率计算方法。对大庆油田某输油管道的应用分析表明,传热熵产率远大于黏滞熵产率;输油温度升高、管径减小,流量增大,均会使得传热熵产率变大;蜡沉积由于增加保温层有效厚度及减小流动原油密度,可大幅度降低传热熵产率。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2013年03期)

杨志春,吴锋,余仕成[9](2012)在《针束型回热器熵产率的分析》一文中研究指出回热器是热声装置的关键部件,在多种具有规则流道的回热器结构中,针束型结构是综合性能最优的结构.针对针束型回热器参数优化问题,建立了以最小熵产率为目标的优化模型,研究基于不可逆性的回热器参数优化方法.通过分析工质在回热器内振荡时由于与固壁的换热和黏性扩散导致的热动力学上不可逆性,对工质在针束型回热器内运动时的熵产率进行了理论分析和数值计算.计算获得了回热器截面分布和截面平均熵产率表达式,分析了针束型回热器中不同位置截面分布熵产率的变化规律,分析了温度梯度对截面平均熵产率的影响,获得了给定特征尺寸截面平均熵产率最小时的最优频率和最优阻抗比.(本文来源于《武汉工程大学学报》期刊2012年09期)

谢志辉,陈林根,孙丰瑞[10](2011)在《H形对流传热脉管的熵产率最小构形优化》一文中研究指出针对H形对流传热脉管,以脉管区域面积和通道总表面积为约束,在线热流密度恒定时,基于熵产生最小化进行了构形优化,给出了无量纲总熵产量和无量纲单位传热负荷的总熵产率与脉管组合级数、无量纲质量流量和无量纲泵功率的完整解析关系式及优化算例。结果表明:给定通道总表面积与文献中给定通道总体积约束的优化结果是不同的;无量纲单位传热负荷的总熵产率随组合级数增大而减小,脉管综合性能得到改善,且增加脉管组合级数以改善脉管性能存在阈值;流阻最小化的优化结果为结果特例。(本文来源于《热科学与技术》期刊2011年03期)

熵产率论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

利用有限体积法实现了基于非正交同位网格的SIMPLE算法。基于熵分析方法,采用涡粘性模型求解湍流熵产方程,系统研究了湍流模型对二维翼型绕流流场熵产率的影响。通过计算NACA0012翼型在来流雷诺数为2.88×106时,0°攻角~16.5°攻角范围内的翼型表面压力系数分布和升阻力特性,验证了算法及程序的正确性。结果表明,选择不同湍流模型时,翼型流场熵产的计算结果存在差异,湍流耗散是引起流场熵产的主要原因;翼型流场的熵产主要发生在翼型前缘区、壁面边界层和翼型尾流区域,流场熵产率与翼型阻力系数线性相关;当产生分离涡时,粘性耗散引起的熵产下降。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

熵产率论文参考文献

[1].李志远,杜娟,李帆,张宏武,林峰.通过熵产率构建的两类损失模型计算精度比较[J].工程热物理学报.2018

[2].王威,王军,李佳峻,梁钟.基于涡粘性模型的翼型湍流流场熵产率计算[J].计算力学学报.2018

[3].陈庆晓,夏少军,王文华,陈林根.Dulong-Petit传热规律下甲烷蒸汽重整反应器熵产率最小化[J].节能.2018

[4].王超,陈林根,夏少军,宋汉江,孙丰瑞.中空纤维膜接触器脱出CO_2过程熵产率最小化[J].工程热物理学报.2017

[5].曹刚.光生物反应器内传递与转化过程模拟及熵产率分析[D].重庆大学.2016

[6].曹刚,黄云,廖强,付乾,朱恂.光生物反应器内传递及转化过程的熵产率分析[J].工程热物理学报.2016

[7].孙晓丽.含蜡原油管输过程的熵产率分析[D].东北石油大学.2013

[8].成庆林,孙晓丽,高东宇.含蜡原油管道输送过程的熵产率分析[J].工程热物理学报.2013

[9].杨志春,吴锋,余仕成.针束型回热器熵产率的分析[J].武汉工程大学学报.2012

[10].谢志辉,陈林根,孙丰瑞.H形对流传热脉管的熵产率最小构形优化[J].热科学与技术.2011

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