Optimal configuration of heat engines for maximum efficiency with generalized radiative heat transfer law



Título del documento: Optimal configuration of heat engines for maximum efficiency with generalized radiative heat transfer law
Revista: Revista mexicana de física
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000327720
ISSN: 0035-001X
Autors: 1
1
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Institucions: 1Naval University of Engineering, Wuhan, Hubei. China
Any:
Període: Feb
Volum: 55
Número: 1
Paginació: 55-67
País: México
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en español En este artículo se determina la configuración óptima de una clase de motor térmico endoreversible con la ley generalizada de transferencia de claro radiativa [q ∞ Δ (Tn]. El ciclo óptimo que maximiza la eficiencia de los motores con una entrada de energía dada se obtiene usando la teoría del control óptimo y las ecuaciones diferenciales son resueltas mediante la expanción en series de Taylor. Se muestra que el ciclo óptimo para máxima eficiencia tiene ocho ramas, incluyendo dos ramas isotérmicas, cuatro de máxima eficiencia y dos adiabáticas. Se muestra el intervalo para cada rama, así como la temperatura del recipiente calorífico y del fluido de trabajo. Los ejemplo numéricos se muestran para la configuración óptima con n= — 1, n=1, n=2, n=3 y n=4. Los resultado obtenidos son comparados unos con otros, y con éstos se obtiene la potencia máxima de salida
Resumen en inglés Optimal configuration of a class of endoreversible heat engines with generalized radiative heat transfer law [q ∞ Δ (Tn] has been determined by this paper. The optimal cycle that maximizes the efficiency of the engines with fixed input energy has been obtained using optimal–control theory, and the differential equations are solved by Taylor series expansion. It is shown that the optimal cycle for maximum efficiency has eight branches including two isothermal branches, four maximum–efficiency branches and two adiabatic branches. The interval of each branch has been obtained, as well as the solutions of the temperatures of heat reservoirs and working fluid. Numerical examples are given for the optimal configurations with n = — 1, n=1, n=2, n=3 and n=4, respectively. The results obtained are compared with each other and with those results obtained for maximum power output
Disciplines Física y astronomía,
Ingeniería
Paraules clau: Termodinámica y física estadística,
Ingeniería mecánica,
Transferencia de calor,
Motores,
Eficiencia energética,
Termodinámica de tiempos finitos
Keyword: Physics and astronomy,
Engineering,
Thermodynamics and statistical physics,
Mechanical engineering,
Heat transfer,
Motors,
Efficiency,
Finite time thermodynamics
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