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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2理论热力循环动态优化现状2

1.2.1恒温热源理论热机循环最优构型2

1.2.2变温热源理论热机循环最优构型3

1.2.3串接、联合和多热源理论热机循环最优构型4

1.2.4具有非均匀工质的理论热机性能界限5

1.2.5基于HJB理论的多级热力循环系统动态优化5

1.3理论化学循环动态优化现状7

1.3.1等温化学循环最优构型7

1.3.2非等温化学机循环最优构型8

1.3.3基于HJB理论的多级等温化学机循环系统动态优化9

1.3.4基于HJB理论的多级非等温化学机循环系统动态优化9

1.4本书的主要工作及章节安排10

第2章 恒温热源内可逆热机循环动态优化12

2.1引言12

2.2广义辐射传热规律下无压比约束下内可逆热机最大输出功率12

2.2.1物理模型12

2.2.2优化方法15

2.2.3特例分析23

2.3广义辐射传热规律下给定压比的内可逆热机最大输出功率47

2.3.1物理模型47

2.3.2优化方法48

2.3.3特例分析57

2.4广义辐射传热规律下给定输入能的内可逆热机最大效率89

2.4.1物理模型89

2.4.2优化方法89

2.4.3特例分析99

2.5本章小结124

第3章 变温热源热机循环动态优化126

3.1引言126

3.2两有限热容热源内可逆热机最大输出功126

3.2.1物理模型126

3.2.2优化方法128

3.2.3特例分析与讨论130

3.3存在热漏的有限高温热源不可逆热机最大输出功134

3.3.1物理模型134

3.3.2优化方法134

3.3.3特例分析与讨论136

3.4本章小结138

第4章 具有非均匀工质的热机性能界限139

4.1引言139

4.2线性唯象传热规律下非均匀工质非回热不可逆热机最大输出功率139

4.2.1物理模型139

4.2.2优化方法142

4.2.3数值算例与讨论146

4.3线性唯象传热规律下非均匀工质非回热不可逆热机最大效率149

4.3.1物理模型149

4.3.2优化方法150

4.3.3数值算例与讨论153

4.4具有非均匀工质的一类理论热机最大功率和效率155

4.4.1物理模型155

4.4.2优化方法158

4.4.3不同反应速率方程和热阻模型下优化结果的比较163

4.5本章小结164

第5章 基于HJB理论的多级热力循环系统动态优化166

5.1引言166

5.2普适传热规律下多级不可逆热机系统最大输出功率166

5.2.1系统建模与特性描述166

5.2.2优化方法170

5.2.3特例分析171

5.2.4数值算例与讨论179

5.3普适传热规律下多级不可逆热泵系统耗功率最小优化197

5.3.1系统建模与特性描述197

5.3.2优化方法200

5.3.3特例分析201

5.3.4数值算例与讨论207

5.4本章小结211

第6章 化学机循环动态优化213

6.1引言213

6.2有限高势库等温内可逆化学机最大输出功214

6.2.1物理模型214

6.2.2优化方法216

6.2.3特例分析与讨论218

6.3存在质漏的有限高势库等温不可逆化学机最大输出功224

6.3.1物理模型224

6.3.2优化方法225

6.3.3特例分析与讨论227

6.4多库等温内可逆化学机最大输出功率230

6.4.1物理模型230

6.4.2优化方法231

6.4.3数值算例与讨论234

6.5基于LIT的有限高势库非等温内可逆化学机最大输出功237

6.5.1物理模型237

6.5.2优化方法239

6.5.3特例分析与讨论241

6.6本章小结246

第7章 基于HJB理论的多级等温化学循环系统动态优化248

7.1引言248

7.2线性传质规律下多级等温不可逆化学机系统最大输出功率优化249

7.2.1系统建模与特性描述249

7.2.2优化方法255

7.2.3数值算例与讨论260

7.3扩散传质规律下多级等温不可逆化学机系统最大功率输出优化271

7.3.1系统建模与特性描述271

7.3.2优化方法273

7.3.3数值算例与讨论275

7.4线性传质规律下多级等温内可逆化学泵系统耗功率最小优化278

7.4.1系统建模与特性描述278

7.4.2优化方法281

7.4.3数值算例与讨论282

7.5本章小结287

第8章 基于HJB理论的多级非等温不可逆化学机系统动态优化288

8.1引言288

8.2基于Lewis相似的单级非等温不可逆化学机最大输出功率288

8.2.1物理模型288

8.2.2优化方法291

8.2.3特例分析294

8.2.4数值算例与讨论296

8.3基于Lewis相似的多级非等温不可逆化学机系统最大输出功率299

8.3.1系统建模与特性描述299

8.3.2优化方法301

8.3.3特例分析303

8.4基于LIT的单级非等温不可逆化学机最大输出功率305

8.4.1物理模型305

8.4.2优化方法306

8.4.3特例分析310

8.4.4数值算例与讨论311

8.5基于LIT的多级非等温不可逆化学机系统最大输出功率314

8.5.1系统建模与特性描述314

8.5.2优化方法317

8.5.3特例分析317

8.6本章小结319

第9章 全书总结321

参考文献327

附录 A 最优化理论概述346

A.1引言346

A.2静态优化347

A.2.1无约束函数极值优化347

A.2.2仅含等式约束函数极值优化348

A.2.3含不等式约束函数极值优化349

A.3动态优化350

A.3.1古典变分法351

A.3.2极小值原理356

A.3.3动态规划359

A.3.4平均最优控制理论365

A.4附录A小结367

附录 B 主要符号说明368