Thermodynamics of chemical power generators

• Autorzy: Sieniutycz S.

Warianty tytułu

PL

Termodynamika chemicznych generatorów mocy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The power optimization method is developed for chemical machines. A steady-state model refers to the situation when two reservoirs are infinite, whereas its unsteady extension describes a dynamical case with a finite upper reservoir and a gradually decreasing chemical potential of the active component of fuel. The total power output is maximized at constraints which take into account mass transport and efficiency of power generation. The optimization leads to kinetic energy limits in a form of an optimal function describing the integral power output and extends the reversible chemical work W rev to finite rate situations.

PL

Rozwinięto metodę optymalizacji mocy dla maszyn chemicznych. Model procesu stacjonarnego dotyczy sytuacji, kiedy dwa rezerwuary są nieskończone, a niestacjonarne rozszerzenie modelu opisuje przypadek dynamiczny ze skończonym górnym rezerwuarem i stopniowo malejącym potencjałem chemicznym aktywnego składnika paliwa. Całkowita produkcja mocy jest maksymalizowana z uwzględnieniem ograniczeń wynikających z transportu masy i sprawności generacji mocy. Optymalizacja prowadzi do kinetycznych limitów energetycznych w postaci funkcji optymalnej, która opisuje całkowitą moc i rozszerza pojęcie odwracalnej pracy chemicznej W rev na przypadki ze skończoną szybkością procesu.

Słowa kluczowe

EN

power generator; power optimization; thermodynamics

PL

generator mocy; optymalizacja mocy; termodynamika

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Chemical and Process Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 29, z. 2
• Strony: 321--335
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.,

Twórcy

autor

Sieniutycz S.

• Faculty of Chemical Engineering, Warsaw University of Technology, ul. Waryńskiego 1, 00-645 Warszawa,

Bibliografia

• [1] DE VOS A., Endoreversible Thermodynamics of Solar Energy Conversion, Clarendon Press, Oxford 1992, pp. 29–51.
• [2] SIENIUTYCZ S., Arch. Therm., 2004, 25, 69.
• [3] SIENIUTYCZ S., Drying Techn., 2006, 24, 1139.
• [4] SIENIUTYCZ S., J. Non-Equil. Thermodyn., 1999, 24, 40.
• [5] SIENIUTYCZ S., SZWAST Z., Practice in Optimization, WNT, Warsaw, 1982 (in Polish).
• [6] SIENIUTYCZ S., FARKAS H., Variational and Extremum Principles in Macroscopic Systems, Elsevier, Oxford, 2005.
• [7] SIENIUTYCZ S., DE VOS A., Thermodynamics of Energy Conversion and Transport, Springer, New York, 2000, pp. 143–172.
• [8] CHEN J., YAN Z., LIN G., ANDRESEN B., Energy Conversion and Management, 2001, 42, 173.
• [9] SIENIUTYCZ S., Int. J. Heat Mass Transfer, 2007, 50, 2714.
• [10] SIENIUTYCZ S., Endoreversible Modeling and Optimization of Thermal Machines by Dynamic Programming, Chap. 11 [in:] Recent Advance in Finite Time Thermodynamics, Ch. Wu (Ed.), Nova Science, New York, 1999.
• [11] SIENIUTYCZ S., Hamilton-Jacobi-Bellman Framework for Optimal Control in Multistage Energy Systems, Phys. Reports 2000, 326, pp. 165–285.
• [12] ARIS R., Discrete Dynamic Programming, Blaisdell, New York, 1964, pp. 10–39.
• [13] BELLMAN R.E., Adaptive Control Processes. A Guided Tour, Princeton University Press, Princeton, 1961, pp.1–35.
• [14] ELSGOLC L.E., Variational Calculus, PWN, Warszawa, 1960, pp. 1–32 (in Polish).
• [15] FAN L.T., The Continuous Maximum Principle. A Study of Complex System Optimization, Wiley, New York, 1966, pp. 329–342.
• [16] CHEN J., WU CH., KIANG R.J., Energy Convers. Mgmt., 1996 37, 17.
• [17] CHEN J., YAN Z., CHEN L., ANDRESEN B., On the performance of irreversible combined heat pump cycles, Proc. ECOS 2000, G.G. Hirs (Ed.), University Twente, Netherlands, 2000, pp. 269–277.
• [18] SALAH EL-DIN M.M., Energy Convers. Mgmt., 2001, 42, 201.
• [19] BERRY R.S., KAZAKOV V.A., SIENIUTYCZ S., SZWAST Z., TSIRLIN A.M., Thermodynamic Optimization of Finite Time Processes, Wiley, Chichester, 2000.
• [20] GORDON J.M., NG K.C., Cool Thermodynamics, Cambridge Int. Sci. Publ., Cambridge, 2000.
• [21] ARPACI V., SELAMET A., Combust. Flame, 1988, 73 251.
• [22] GRABERT H., HÄNGGI P., OPPENHEIM I., Physica ,1983, 117A , 300.
• [23] SHINER J.S., J. Chem. Phys., 1984 81, 1455.
• [24] STANCIU D., MARINESCU M., DOBROVICESCU A., to be published in J. Applied Therm., 2008.