空间动力装置用内可逆Brayton循环功率优化

摘要：

应用有限时间热力学理论,建立了空间动力装置用内可逆闭式Brayton循环模型,导出了功率和热效率的表达式.采用数值计算的方法,首先在给定高温侧和中间侧换热器有效度的情况下,分析了循环各参数对功率最优性能的影响;然后在给定整个装置3个换热器的总热导率情况下,将功率作为优化目标,对换热器热导率分配进行了优化,得到了循环的最大功率,进一步优化低温热源温度,得到了二次功率最大值,分析了循环各参数对最大功率最优性能的影响.结果表明:存在一个最佳的低温热源温度和一对最佳的热导率分配,使二次功率达到最大;随着高温热源温度的增加,最大二次功率对应的最佳低温热源和最佳热导率增加;随着空间环境温度的减小和换热器总热导率的增加,最大二次功率对应的最佳低温热源和最佳热导率都减少.所得结果对实际空间动力装置的设计优化有一定指导作用.

关键词：空间用内可逆闭式Brayton循环、功率、热导率分配、压比、有限时间热力学

所属期刊栏目：51

分类号：TK123(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金51779262

在线出版日期：2022-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：8-13,64