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1、布雷頓循環(huán)是一種常見(jiàn)的典型循環(huán),布雷頓熱機(jī)循環(huán)被廣泛應(yīng)用于蒸汽動(dòng)力廠和航空推進(jìn)系統(tǒng);布雷頓制冷循環(huán)在普冷和深冷領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而,溫度越低,制冷工質(zhì)的量子簡(jiǎn)并性越強(qiáng)。因此,必須考慮工質(zhì)的量子特征對(duì)循環(huán)性能的影響。像其它熱力學(xué)循環(huán)一樣,對(duì)量子布雷頓制冷循環(huán)的研究不僅在理論研究上而且在實(shí)際應(yīng)用中都是非常重要的,它將有助于低溫制冷技術(shù)的發(fā)展。 本文研究以理想玻色氣體和費(fèi)米氣體為工質(zhì)的量子布雷頓制冷循環(huán)的性能特性。在第二章
2、中介紹理想玻色氣體和費(fèi)米氣體的熱力學(xué)性質(zhì),指出了玻色氣體由于存在玻色-愛(ài)因斯坦凝聚現(xiàn)象,一些典型的熱力學(xué)循環(huán)(如Carnot循環(huán)、Otto循環(huán)、Brayton循環(huán)、Ericsson循環(huán)、Diesel循環(huán)和Atkinson循環(huán)),循環(huán)不能跨越玻色-愛(ài)因斯坦凝聚溫度點(diǎn)。在第三章中建立以理想玻色氣體為工質(zhì)的不可逆回?zé)崾搅孔硬祭最D制冷循環(huán)模型,應(yīng)用量子統(tǒng)計(jì)理論和理想玻色氣體的熱力學(xué)性質(zhì),導(dǎo)出制冷量、回?zé)崃俊⑤斎牍托阅芟禂?shù)等重要參數(shù)的表達(dá)式,通
3、過(guò)數(shù)值計(jì)算獲得了循環(huán)的一些重要的性能特性曲線,分析了循環(huán)的不可逆性和回?zé)崽匦詫?duì)玻色布雷頓制冷性能的影響。在第四章中建立不可逆量子布雷頓制冷循環(huán)模型,研究了有限速率熱傳遞、工質(zhì)的量子簡(jiǎn)并性和內(nèi)不可逆性對(duì)以理想量子氣體為工質(zhì)的量子不可逆布雷頓制冷循環(huán)的優(yōu)化性能的綜合影響,得到了循環(huán)的一些優(yōu)化判據(jù)。結(jié)果表明,以理想費(fèi)米氣體或理想玻色氣體為工質(zhì)的不可逆量子布雷頓制冷循環(huán)的優(yōu)化性能是不相同的。本文所得結(jié)論可對(duì)氣體制冷機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)
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