量子Lenoir循环有效功率的优化

摘要

应用有限时间热力学和量子热力学理论，建立量子Lenoir热机循环模型，工质为囚禁于一维无限深势阱中的n个无相互作用的费米子。导出了循环的功率、无量纲功率、效率、有效功率的表达式，研究了势阱宽度比与热漏系数对无量纲功率、效率以及有效功率的影响。结果表明：热漏系数对无量纲功率没有影响，而效率和有效功率随热漏系数的增大而减小。在有效功率达到最大值时的效率，相较于无量纲功率最大时的效率提升了45.8%，但此时的无量纲功率却仅比最高值下降了13.6%。因此，以有效功率为优化目标时，系统可以在牺牲部分功率的情况下获得更高的效率，使循环的综合性能更优，研究结果为Lenoir热机的优化提供了一种新的设计方案。

关键词

有限时间热力学 / Lenoir循环 / 一维无限深势阱 / 有效功率

基金资助

武汉工程大学科学基金（19QD22），武汉工程大学第十三届研究生教育创新基金（CX2022466）