[发明专利]基于非共沸工质的热力循环升维构建方法

摘要

本发明公开了一种基于非共沸工质的热力循环升维构建方法，是以理想卡诺循环为逼近目标，实际循环由非共沸工质完成，所述非共沸工质由两种组分构成；在实际循环中，将具有等温热力过程性能最好的两种组分之间的组分配比记为M1，将具有等熵热力过程性能最好的两种组分之间的组分配比记为M2；实际循环是在组分配比M1和M2之间跳跃完成。本发明该构建方法是在传统热力循环构建方法的基础上，增加表征工质基本热力学性能参数的维度，将实际热力循环构建问题从经典的二维平面问题，升维到三维空间问题。通过增加工质的自由度，可以实现循环中非共沸工质不同组分配比之间的切换，以达到各个热力过程的性能最佳，从而实现整体循环的理想逼近。

主权项

1.一种基于非共沸工质的热力循环升维构建方法，是以理想卡诺循环为逼近目标，实际循环由非共沸工质完成，所述非共沸工质由两种组分构成；其特征在于，在实际循环中，将具有等温热力过程性能最好的两种组分之间的组分配比记为M1，将具有等熵热力过程性能最好的两种组分之间的组分配比记为M2；实际循环记为A1→B1→B2→C2→C1→D1→D2→A2→A1，其中，A1→B1过程为吸热过程，B2→C2过程为膨胀过程，C1→D1过程为放热过程，D2→A2过程为压缩过程，B1→B2过程、C2→C1过程、D1→D2过程和A2→A1过程均为组分配比调节过程，上述实际循环A1→B1→B2→C2→C1→D1→D2→A2→A1，在组分配比M1和M2之间跳跃完成，具体过程如下：工质的初始的组分配比为M1，吸热过程A1→B1，通过具有组分配比M1的工质与热源的匹配，使工质吸热过程中的不可逆损失达到最小；组分配比调节过程B1→B2，工质的组分配比由M1调节到M2，从而实现膨胀过程B2→C2的输出功最大；组分配比调节过程C2→C1，工质的组分配比由M2调节到M1，放热过程C1→D1，通过具有组分配比M1的工质与冷源的匹配，使工质在放热过程中的不可逆损失达到最小；组分配比调节过程D1→D2，工质的组分配比由M1调节到M2，实现压缩过程D2→A2中的耗功最小；最后，组分配比调节过程A2→A1，工质的组分配比由M2调节至M1。