考虑压降的开式布雷顿CHP装置性能优化

来源：机械工程学报杂志2016年第10期北京时间：

作者：杨博, 陈林根, 王文华, 孙丰瑞

单位：1. 海军工程大学热科学与动力工程研究室 武汉 430033; 2. 海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室 武汉 430033; 3. 海军工程大学动力工程学院 武汉 430033

摘要：考虑工质在流动过程中的压降不可逆性,建立开式简单布雷顿热电联产装置的有限时间热力学模型。以可用能率、火用输出率、利润率、第一定律效率和火用效率为目标研究装置的性能。通过Matlab数值计算,在无燃料消耗和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优可用能率、火用输出率和利润率,进一步优化压比,得到了最大火用输出率和利润率;在有约束条件下,优化压气机进口相对压降,得到了最优第一定律效率和火用效率,同时得到了各部件最佳的流通面积分配,进一步优化压比,得到了最大第一定律效率和火用效率。研究设计参数对装置最优性能的影响,发现分别存在最佳的供热温度使火用输出率、利润率和火用效率取得双重最大值。通过比较发现按最大火用输出率设计能使装置具有较大的可用能率和较低的压比,按最大利润率设计能使装置具有较大的第一定律效率和火用效率以及较低的燃料和空气消耗。

关键词：第一定律效率,火用输出率,火用效率,开式简单布雷顿热电联产装置,可用能率,利润率,有限时间热力学；

基金资助：国家自然科学基金(51576207)和国家重点基础研究发展计划(973计划,2012CB720405)资助项目