基于网络热力学的热力系统能量流描述

作     者：薛提微 陈群 XUE Ti-Wei;CHEN Qun

作者机构：清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      面：1492-1498页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.51836004) 国家自然科学基金创新研究群体项目(No.51621062) 

主　　题：网络热力学 热力系统 能量流 键图 (火积) 

摘      要：网络热力学起源于热力系统分析,但其广泛应用却是在生命系统等非热系统领域,这是因为网络热力学方法需要从能量的角度分析系统,而热力系统中的热量在输运过程中具有物质属性,因此必须有新的能量形式。若将热量视作流,而将温度视为力,那么流与力的乘积就为(火积)流。(火积)具有能量的内涵,(火积)流就可以被视为热力系统的能量流。并且,在能量输运过程中,其他形式的能量如功量也可以视为一种物质。由此,在(火积)流的统一视角下,各种形式的能量在网络中便可得到有机结合。分析结果表明,对于换热系统以及热力系统,基于网络热力学的能量流法也可以表达系统的物理本质。在(火积)流的视角下,能量流键图可以很好地反映热力系统的拓扑结构。例如对于热机-热泵供热联合循环,热机与热泵之间的功量交换过程即使是可逆过程,也会存在(火积)的损失或产生,这从能量流键图中可以被直观地刻画出来。