有限时间内不可逆卡诺热机的不可逆因子的研究血糖测试仪
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有限时间内不可逆卡诺热机的不可逆因子的研究
有限时间内不可逆卡诺热机的不可逆因子的研究 2011年12月09日 来源： 分类号：TK123 文献标识码：A文章编号：1001－2060（2000）02－0107-03A Study of the Irreversible Factor of a Finite-time Endo-irreversible Carnot EngineYang Yushun, et al（Harbin Institute of Technology）Abstract：Deduced in this paper is the calculation formula of an irreversible factor for a finite-time endo-irreversible Carnot engine. Meanwhile, it is pointed out that at the maximum engine power the irreversible factor cannot be determined by using only the temperature of the high and low-temperature heat source. To make such a determination possible, one has to know the temperature of one end of a system's circulating working-medium. The calculation of a specific example shows the validity of the irreversible factor calculation formula. The latter can somehow serve as a helpful guide during the computation of the irreversible loss and thermal efficiency of the finite-time endo-irreversible Carnot engine.Key words：finite-time thermodynamics, irreversible factor, irreversible loss▲1 引言 加拿大学者Curzon和Ahlborn在1975年推导出了有限时间内可逆卡诺热机在最大输出功率时的CA效率即，这是有限时间热力学最早和最著名的结论。国外许多学者把热机的不可逆损失分为外部和内部两种。外部不可逆损失产生于循环系统和两热源之间的温差。内部不可逆损失主要是由流体粘性和机械摩擦等耗散因素造成的［1］。Curzon和Ahlborn推导出的CA效率只考虑了热机的外部不可逆损失，却没有考虑内部不可逆损失。后来，许多学者在此基础上用不可逆因子来描述内不可逆损失对内不可逆卡诺热机进行研究，但是，以往的处理只知不可逆因子是一个大于零而小于1的估计值而无法精确计算。 作者认为不可逆因子是解决内部不可逆损失的关键所在，而且必须通过不可逆因子的求解才能求出有限时间内不可逆卡诺热机的熵产、效率和系统运行时间。2 几种描述内部不可逆损失因子的方法 曾经有许多方法用于解释和计算由耗散因素造成的热机内部不可逆损失。最早是美国的EI－Wakil在1962年时用换热时的不可逆熵变和可逆熵变的关系来描述内部不可逆损失［1，2］：ΔL′／ΔL=1+i (1) ΔL′为内部不可逆时的熵变；ΔL为内部可逆时的熵变；i表示由内部不可逆损失造成的不可用能部分。 由此可得热效率为：η=1-(i+1)TL／TH (2) 英国的Howe在1981年引入了一个小于1的因子ψ来修正内不可逆热机最大功率时的效率［1，2］：η=ψ［1-TLC／THC］ (3) 1989年，厦门大学的严子浚提出不可逆度I来表示内不可逆热机中内部不可逆损失，即［2，3］：η=1-ITLC／THC (4) 另一种方法是美国的Ibrahim等人在1991年引入的不可逆因子［1］： (5) 显然当=1表示内部可逆时，0＜＜1表示内部不可逆时。 与相联系的熵产Δ