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不可逆量子自旋布雷顿制冷机最优性能
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:工程热物理学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TK12[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]海军工程大学热科学与动力工程研究室,湖北武汉430033, [2]海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室,湖北武汉430033, [3]海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033, [4]武汉工程大学理学院,湖北武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.50846040;No.10905093)
  • 相关项目:换热过程和热机最优构型研究
中文摘要:

本文建立了以无相互作用1/2自旋系统为工质的不可逆量子布雷顿制冷循环模型,循环由两个等磁场过程和两个不可逆绝热过程组成。模型考虑了热阻、内摩擦、旁通热漏三种不可逆损失。应用有限时间热力学理论、量子主方程和量子半群方法,本文导出了该制冷机的循环周期、制冷率和制冷系数。应用数值计算和图例,给出了量子布雷顿制冷机的制冷率和制冷系数最优性能,并分析了量子摩擦和旁通热漏对其最优性能的影响。

英文摘要:

This paper establishes an irreversible quantum Brayton refrigeration cycle model using work substance consisting of non-interacting spin-1/2 systems. The cycle consists of two isomagnetic processes and two adiabatic processes. The model considered the irreversible losses of heat resistance, internal friction and bypass heat leakage. By using finite time thermodynamics theory, quantum master equation and quantum semi-group approach, this paper derives the cycle period, cooling load and coefficient of performance (COP) of the refrigerator. By using detailed numerical examples and figures, this paper gives the optimal cooling load and COP performance of the refrigerator, and analyses the effects of internal friction and bypass heat leakage on the optimal performance.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026