為進(jìn)一步提高船舶發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性和排放特性,利用船舶柴油機(jī)的動(dòng)力性、LNG的環(huán)保性和LNG重整氣燃燒熱值比LNG高的優(yōu)勢(shì),LNG重整氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)得到發(fā)展。本文用正庚烷/甲苯作為柴油燃料模擬的替代物,構(gòu)建了LNG重整氣/柴油反應(yīng)機(jī)理包括NOX生成機(jī)理。應(yīng)用HSC分析了在不同溫度、壓力、水碳比下的甲烷水蒸氣重整反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了LNG重整氣制備。應(yīng)用chemkin-pro研究了不同替代率、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、當(dāng)量比、轉(zhuǎn)速、EGR率和壓縮比等參數(shù)對(duì)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的溫度、壓力和NO_X、CO等污染物的影響。最后,分析了以LNG重整氣/柴油為燃料的內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率、指示功率和燃CH₄消耗量。結(jié)果表明:(1)正庚烷中添加甲苯能更好的模擬柴油。(2)驗(yàn)證了構(gòu)建機(jī)理的有效性,能更好的模擬真實(shí)燃燒過(guò)程。(3)甲烷水蒸氣重整反應(yīng)在高溫、低壓轉(zhuǎn)化率高,高水碳比下甲烷轉(zhuǎn)化率提高但水蒸氣增多。當(dāng)T=700℃、P=1atm和水碳比K=3時(shí),甲烷的轉(zhuǎn)化率為96.99%,甲烷熱值提高了22.48%,同等供熱情況下燃CH₄消耗量降低了18.35%。(4)...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 LNG船舶動(dòng)力研究
    1.3 雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)、缺點(diǎn)
    1.4 LNG作為船舶替代燃料的的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理在船舶發(fā)動(dòng)機(jī)上的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 LNG重整氣在船舶發(fā)動(dòng)機(jī)上的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 柴油替代物化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理的研究現(xiàn)狀
    1.5 論文框架及技術(shù)路線和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.5.1 論文框架及技術(shù)路線圖
        1.5.2 本論文創(chuàng)新點(diǎn)
    1.6 本章小結(jié)
第二章 基礎(chǔ)理論分析
    2.1 研究熱力學(xué)基礎(chǔ)
        2.1.1 Chemkin-pro熱力學(xué)基礎(chǔ)
        2.1.2 HSC基礎(chǔ)
    2.2 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究
        2.2.1 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基本原理
        2.2.2 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)速率敏感性分析
    2.3 LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)計(jì)算模型
        2.3.1 船舶柴油機(jī)工作過(guò)程
        2.3.2 HCCI計(jì)算模型
    2.4 本研究涉及軟件
        2.4.1 Chemkin-pro軟件
        2.4.2 HSC軟件
    2.5 船舶柴油機(jī)NO_X、CO排放物的生成機(jī)理
        2.5.1 NO和NO₂排放物的生成機(jī)理
        2.5.2 CO排放物的生成機(jī)理
    2.6 本章小結(jié)
第三章 構(gòu)建混合燃料反應(yīng)機(jī)理及制備LNG重整氣
    3.1 構(gòu)建新的LNG重整氣/柴油混合燃料替代物反應(yīng)機(jī)理
    3.2 反應(yīng)機(jī)理有效性分析
        3.2.1 反應(yīng)機(jī)理著火延遲驗(yàn)證
        3.2.2 反應(yīng)機(jī)理內(nèi)燃機(jī)燃燒壓力、放熱量參數(shù)驗(yàn)證
    3.3 甲烷水蒸汽重整(SRM)反應(yīng)
        3.3.1 溫度對(duì)SRM反應(yīng)的影響
        3.3.2 壓力對(duì)SRM反應(yīng)的影響
        3.3.3 水碳比對(duì)SRM反應(yīng)的影響
        3.3.4 重整反應(yīng)后甲烷熱值理論計(jì)算
    3.4 本章小結(jié)
第四章 LNG重整氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放模擬
    4.1 內(nèi)燃機(jī)氣缸燃燒過(guò)程分析
        4.1.1 燃燒過(guò)程
        4.1.2 部分主要中間產(chǎn)物產(chǎn)量變化
        4.1.3 NO_X和CO的反應(yīng)速率分析
    4.2 替代率對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸燃燒過(guò)程的影響
        4.2.1 替代率對(duì)缸內(nèi)溫度和壓力的影響
        4.2.2 替代率對(duì)缸內(nèi)NO_X和CO排放的影響
    4.3 進(jìn)氣溫度對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸燃燒過(guò)程的影響
        4.3.1 進(jìn)氣溫度對(duì)缸內(nèi)溫度和壓力的影響
        4.3.2 進(jìn)氣溫度對(duì)缸內(nèi)NO_X和CO排放的影響
    4.4 進(jìn)氣壓力對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸燃燒過(guò)程的影響
        4.4.1 進(jìn)氣壓力對(duì)缸內(nèi)溫度和壓力的影響
        4.4.2 進(jìn)氣壓力對(duì)缸內(nèi)NO_X和CO排放的影響
    4.5 當(dāng)量比對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸燃燒過(guò)程的影響
        4.5.1 當(dāng)量比對(duì)缸內(nèi)溫度和壓力的影響
        4.5.2 當(dāng)量比對(duì)缸內(nèi)NO_X和CO排放的影響
    4.6 轉(zhuǎn)速對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸燃燒過(guò)程的影響
        4.6.1 轉(zhuǎn)速對(duì)缸內(nèi)溫度和壓力的影響
        4.6.2 轉(zhuǎn)速對(duì)缸內(nèi)NO_X和CO排放的影響
    4.7 EGR率對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸燃燒過(guò)程的影響
        4.7.1 EGR率對(duì)缸內(nèi)溫度和壓力的影響
        4.7.2 EGR率對(duì)缸內(nèi)NO_X和CO排放的影響
    4.8 壓縮比對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸燃燒過(guò)程的影響
        4.8.1 壓縮比對(duì)缸內(nèi)溫度和壓力的影響
        4.8.2 壓縮比對(duì)缸內(nèi)NO_X和CO排放的影響
    4.9 本章小結(jié)
第五章 燃料性能分析
    5.1 不同替代率下的熱機(jī)效率分析
        5.1.1 熱機(jī)效率理論分析及烴化物發(fā)光機(jī)理
        5.1.2 熱機(jī)效率理論計(jì)算
        5.1.3 模擬與理論計(jì)算結(jié)果分析
    5.2 不同替代率下的指示功率分析
    5.3 不同當(dāng)量比燃CH₄消耗量對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
全文總結(jié)及工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號(hào)：3863337