基于约束几何相变循环收获环境热量：微 ΔT、次沸液液体与液体-only 压缩
统计力学
2026-03-11 v2 应用物理
经典物理
摘要
传统热机通常需要两种不同的热浴，其效率严格受卡诺极限限制。我们提出了一种相变热机设计方案，利用水作为工作流体，其状态在受几何约束的流动路径内进行转换。该循环在微温差（1--2℃）下运行，依赖液体-only 压缩。系统通过相对于环境的**环境微温差**（在24--26℃时约为8.37 kJ/kg）来采集热能。通过汽化过程的焓下降来恢复膨胀功。综合数值分析利用NIST属性数据表明，在可逆极限下，该循环产生正净功，同时保持标准热力学一致性。该研究阐明了通过低压相变采集环境能量的理论潜力，尽管每循环极小的工作输出表明硬件实现将需要卓越的机械精度以克服 parasitic 损失。
引用
@article{arxiv.2603.07128,
title = {Harvest Ambient Heat via Constraint-Shaped Phase-Change Cycles: Micro $\Delta T$, Subcooled Liquid, and Liquid-Only Compression},
author = {Ting Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.07128},
year = {2026}
}
备注
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