文献类型：期刊文章

作　　者：陈林根[1,2] 王超[3] 张磊[4] 夏少军[3]

CHEN LinGen;WANG Chao;ZHANG Lei;XIA ShaoJun(Institute of Thermal Science and Power Engineering,Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430205,China;School of Mechanical&Electrical Engineering,Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430205,China;College of Power Engineering,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China;The 91388 Troops,Zhanjiang 524022,China)

机构地区：[1]武汉工程大学热科学与动力工程研究所,武汉430205 [2]武汉工程大学机电工程学院,武汉430205 [3]海军工程大学动力工程学院,武汉430033 [4]91388部队,湛江524022

出　　处：《中国科学：技术科学》

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51976235,51576207,51606218)资助项目。

年　　份：2021

卷　　号：51

期　　号：2

起止页码：137-175

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CSCD、CSCD2021_2022、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：本文在简要回顾化学反应过程有限时间热力学研究的基础上,从海基合成燃油系统的碳、氢源捕获子系统各单元(包括电化学海水酸化单元,酸化海水CO2捕集单元,氢气(H2)获取单元)、燃料催化合成子系统各单元(包括"长链烃裂解"合成燃油技术路径中逆水气变换单元反应器、费托合成单元反应器,"短链烃聚合"合成燃油技术路径中CO2氢化合成低碳烯烃单元反应器、烯烃齐聚单元反应器)性能研究方面介绍了其热力学分析与优化研究进展.研究工作结合热力学、传热学、流体力学、化学反应动力学、最优控制理论和多目标优化方法,建立模型,优化性能,探索海基合成燃油系统关键单元的热设计与优化问题.由浅入深,从建立热源温度完全可控的一维活塞流反应器模型到建立考虑真实热源载热工质的二维拟均相反应器模型;由可逆模型到不可逆模型,从建立经典平衡态热力学模型到建立考虑多种不可逆因素的有限时间热力学模型;由单目标优化到多目标优化,从熵产生率最小和比熵产生率(对目标产物产率平均的熵产生率)最小的单目标优化到综合考虑目标产物产率最大和熵产生率最小、出口平均转化率最高和最大径向温差最小的多目标优化.本文取得了一些具有重要理论意义和实用价值的研究成果,可为海基合成燃油系统的设计与优化提供科学依据和理论指导.下一步的发展方向是实现两个子系统和全系统与关键单元集成的构形热力学优化.

关 键 词：有限时间热力学 广义热力学优化理论  最优控制 海基合成燃油系统  化学反应过程 熵产率 产率  多目标优化  

分 类 号：TE665]