不可逆量子矩形循环的功率、效率和有效功率分析与优化
谢心怡1
陈林根2
殷勇3
魏轩宇1
杜元开4
1.武汉工程大学光电信息与能源工程学院,湖北 武汉 4302052.武汉工程大学热科学与动力工程研究所,湖北 武汉 430205;武汉工程大学机电工程学院,湖北 武汉 4302053.武汉工程大学光电信息与能源工程学院,湖北 武汉 430205;武汉工程大学热科学与动力工程研究所,湖北 武汉 4302054.武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北 武汉 430205
摘要：应用有限时间热力学理论建立不可逆量子矩形循环模型,循环工质为无数个囚禁于一维无限深势阱中的极端相对论粒子.该循环由两个等势阱力过程、两个等势阱宽度过程组成,考虑工质与热源间的传热和高低温热源之间的热漏损失,导出循环的无量纲功率、热效率和有效功率的表达式,研究其最优性能.结果表明:无量纲功率与热效率的关系曲线呈扭叶形;量子矩形循环的最优工作区间处于最大功率和最高效率之间;随着热漏系数增大,热机的最优设计区间缩小;有效功率与热效率的关系曲线也呈扭叶形;热机在最大有效功率工作点的效率大于在最大功率工作点的效率.
关键词：有限时间热力学极端相对论不可逆量子矩形循环功率效率有效功率性能优化
分类号：O414(理论物理学)
资助基金：国家自然科学基金(52171317)国家自然科学基金(51779262)
论文发表日期：2023-09-15
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 34-38 )
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