能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)前全球面臨的兩大挑戰(zhàn)。作為能源利用與轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備,內(nèi)燃機(jī)成為了節(jié)能與減排的主要對象。應(yīng)用代用燃料、改善缸內(nèi)燃燒過程、回收余熱是最被看好的幾種內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排技術(shù)。根據(jù)我國“缺油、少氣、富煤”的基本國情,同時由于煤制甲醇的工業(yè)化應(yīng)用非常成熟,項(xiàng)目組前期提出一種集內(nèi)燃機(jī)余熱回收與改良甲醇燃料于一體的新型聯(lián)合熱力循環(huán),有望解決甲醇在內(nèi)燃機(jī)上直接應(yīng)用的難題,并同時實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)總能效率、降低排放多重目的。本論文致力于研究“余熱回收-甲醇裂解”底循環(huán)的核心環(huán)節(jié)—甲醇裂解換熱器設(shè)計優(yōu)化及底循環(huán)流動/傳熱過程數(shù)值模擬幾個關(guān)鍵科學(xué)問題。論文提出了一維熱力學(xué)性能計算與三維CFD數(shù)值仿真耦合的甲醇裂解換熱器的設(shè)計方法,基于課題組提出的一種新型甲醇裂解換熱器概念模型,完成甲醇裂解換熱器的一、三維設(shè)計開發(fā),并制作出甲醇裂解換熱器樣品。在此基礎(chǔ)上,搭建了“余熱回收—甲醇裂解”底循環(huán)試驗(yàn)。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)重新標(biāo)定仿真模型,對甲醇裂解換熱器內(nèi)甲醇流動/傳熱過程開展了多輪數(shù)值模擬優(yōu)化,得出甲醇流動傳熱過程隨內(nèi)燃機(jī)排氣參數(shù)的變化規(guī)律�！坝酂峄厥�-甲醇裂解”底循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果表明:以甲醇裂解換熱器出口狀態(tài)考慮... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和目的
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的
    1.2 內(nèi)燃機(jī)余熱回收方法概述
        1.2.1 朗肯循環(huán)
        1.2.2 內(nèi)燃機(jī)廢氣渦輪增壓
        1.2.3 復(fù)合渦輪技術(shù)
        1.2.4 溫差發(fā)電
        1.2.5 驅(qū)動制冷循環(huán)
        1.2.6 改良燃料
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 余熱回收的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 甲醇裂解氣發(fā)動機(jī)的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源及論文研究內(nèi)容
第2章 甲醇催化裂解工作原理及CFD基礎(chǔ)理論
    2.1“余熱回收-甲醇裂解”底循環(huán)工作原理介紹
        2.1.1 甲醇催化裂解反應(yīng)
        2.1.2 底循環(huán)工作原理介紹
    2.2 傳熱基礎(chǔ)理論
    2.3 CFD基礎(chǔ)理論
        2.3.1 網(wǎng)格劃分
        2.3.2 CFD的基本控制方程
        2.3.3 CFD的數(shù)值解法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 甲醇裂解換熱器設(shè)計開發(fā)
    3.1 內(nèi)燃機(jī)排氣能量分析
    3.2 甲醇裂解換熱器一維性能設(shè)計
        3.2.1 甲醇裂解換熱器工作原理
        3.2.2 甲醇裂解換熱器關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計
    3.3 甲醇裂解換熱器三維尺寸設(shè)計
    3.4 甲醇裂解換熱器流場CFD模擬仿真對比
        3.4.1 前處理
        3.4.2 解算過程
        3.4.3 后處理
    3.5 甲醇裂解換熱器制造
    3.6 本章小結(jié)
第4章“余熱回收-甲醇裂解”底循環(huán)試驗(yàn)
    4.1 試驗(yàn)內(nèi)容
    4.2“余熱回收-甲醇裂解”底循環(huán)臺架搭建
        4.2.1 甲醇燃料供給系統(tǒng)
        4.2.2 熱源供給系統(tǒng)
        4.2.3 數(shù)據(jù)樣品采集系統(tǒng)
        4.2.4 甲醇汽化與催化裂解系統(tǒng)
    4.3 試驗(yàn)過程及結(jié)果
        4.3.1 試驗(yàn)過程
        4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 甲醇裂解換熱器內(nèi)流場CFD模擬與優(yōu)化
    5.1 內(nèi)流場的前處理
    5.2 內(nèi)流場的解算過程
    5.3 計算結(jié)果及分析
        5.3.1 排氣流場分析
        5.3.2 甲醇蒸汽流場分析
    5.4 甲醇裂解換熱器的優(yōu)化
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    全文總結(jié)
    論文創(chuàng)新點(diǎn)
    本文展望
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國石油對外依存度首破60%[J]. 石華.  石油庫與加油站. 2016(01)
[2]小排量汽油機(jī)增壓升級節(jié)油潛力的研究與分析[J]. 陽焱屏,劉敬平,王樹青,付建勤,朱國輝.  汽車工程. 2014(04)
[3]回?zé)岵祭最D空氣循環(huán)回收內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱的模擬[J]. 付建勤,劉敬平,舒歌群,裴毅強(qiáng),唐琦軍.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報. 2013(03)
[4]增壓直噴汽油機(jī)熱平衡和平衡試驗(yàn)對比[J]. 劉敬平,付建勤,任承欽,朱國輝,鄧幫林,KESHAV Varde.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報. 2013(01)
[5]R245fa有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)火用分析[J]. 羅向龍,徐樂,譚立鋒,陳穎.  節(jié)能技術(shù). 2012(02)
[6]電噴發(fā)動機(jī)用甲醇裂解氣制備與控制技術(shù)[J]. 徐元利,姚春德,李旭聰.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2011(11)
[7]發(fā)動機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的能量流研究[J]. 劉敬平,付建勤,馮康,趙智超,王樹青.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(05)
[8]汽車尾氣溫差發(fā)電裝置及熱電模塊的布置研究[J]. 鄧亞東,范韜,郭珣,凌凱,代宏偉,蘇楚奇.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(信息與管理工程版). 2010(02)
[9]溫差發(fā)電技術(shù)的研究進(jìn)展及現(xiàn)狀[J]. 趙建云,朱冬生,周澤廣,王長宏,陳宏.  電源技術(shù). 2010(03)
[10]一種高效清潔燃燒純甲醇燃料的新方法探索[J]. 姚春德,徐元利,張志輝,楊建軍,黃鈺.  天津大學(xué)學(xué)報. 2008(10)

博士論文
[1]車用發(fā)動機(jī)瞬變工況運(yùn)行與性能參數(shù)連續(xù)檢測及熱功轉(zhuǎn)換過程研究[D]. 付建勤.湖南大學(xué) 2014
[2]甲醇熱裂解規(guī)律及其在點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)上應(yīng)用研究[D]. 李旭聰.天津大學(xué) 2012

碩士論文
[1]純甲醇裂解氣發(fā)動機(jī)試驗(yàn)研究[D]. 王進(jìn).山東大學(xué) 2013
[2]基于朗肯循環(huán)廢氣余熱回收技術(shù)的研究[D]. 王滌非.吉林大學(xué) 2013
[3]內(nèi)燃機(jī)余熱利用渦輪發(fā)電系統(tǒng)性能研究[D]. 魏瑋.清華大學(xué) 2010
[4]492甲醇裂解氣發(fā)動機(jī)性能優(yōu)化研究[D]. 郭永紅.中北大學(xué) 2009
[5]LPG缸內(nèi)直接噴射發(fā)動機(jī)三維模型仿真[D]. 屈碧波.上海交通大學(xué) 2007
[6]余熱回收型吸收式制冷循環(huán)優(yōu)化研究[D]. 焦永剛.天津大學(xué) 2005
[7]發(fā)動機(jī)廢氣渦輪增壓[D]. 王應(yīng)紅.太原理工大學(xué) 2004



本文編號：3163248