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

Lingen Chen, Hanjiang Song, Fengrui Sun, Shengbing Wang

Resumen


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 resultados obtenidos son comparados unos con otros, y con éstos se obtiene la potencia máxima de salida.

Palabras clave


Leyes de transferencia de calor; motores endoreversibles; máxima eficiencia; configuración óptima; termodinámica de tiempos finitos

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