醇?xì)淙剂掀嚹軌蚶冒l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱,使甲醇在催化劑作用下發(fā)生裂解反應(yīng)產(chǎn)生氫氣與一氧化碳,將甲醇及其裂解氣通入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)行摻燒,為發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,從而減少燃油消耗,降低排放污染。實(shí)現(xiàn)甲醇催化裂解的關(guān)鍵是必須充分利用廢氣中的熱量,使反應(yīng)氣體達(dá)到催化反應(yīng)溫度。因此,開展甲醇裂解反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、分析與優(yōu)化的研究工作對(duì)提高甲醇裂解反應(yīng)器催化性能,實(shí)現(xiàn)甲醇燃料汽車動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性及排放性能的最優(yōu)具有至關(guān)重要的意義。本文基于計(jì)算流體力學(xué)相關(guān)理論及甲醇分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,通過熱力計(jì)算設(shè)計(jì)了螺旋管式和直管式兩種甲醇裂解反應(yīng)器。以CFD軟件FLUENT作為模擬平臺(tái),建立了一個(gè)耦合甲醇裂解反應(yīng)的三維多孔介質(zhì)反應(yīng)器模型。通過UDF添加固相能量方程,將多孔介質(zhì)的單溫度模型修正為氣固相耦合傳熱兩溫度模型,以甲醇裂解反應(yīng)中各組分源項(xiàng)的形式添加化學(xué)反應(yīng),并將化學(xué)反應(yīng)熱添加到氣固相能量方程,對(duì)模型的流動(dòng)換熱及化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行模擬。根據(jù)所設(shè)計(jì)的反應(yīng)器計(jì)算模型,對(duì)反應(yīng)器內(nèi)甲醇催化裂解反應(yīng)過程進(jìn)行模擬,并將模擬結(jié)果與甲醇催化裂解試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。之后,通過控制變量,改變邊界條件分組模擬,討論了反應(yīng)空速、熱廢氣流速對(duì)甲醇分解... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)能量流動(dòng)循環(huán)示意圖

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文，用戶可以利用 UDF 通過自己編寫代碼，寫入 Fluent 求解器中，實(shí)現(xiàn)用戶自定義函數(shù)的代碼需要用 C 語言編寫，并通過 DEFINE 宏來定義�？梢允褂� C 語言庫的函數(shù)，還可以使用 Fluent Inc.提供的預(yù)定義宏，這乎可以滿足用戶的對(duì)流體各方面的需求，通過 Fluent 求解器獲得數(shù)據(jù) UDF，可以完成邊界條件、材料屬性、表面或體積反應(yīng)率的定義，或NT 輸運(yùn)方程中的源項(xiàng)，使用 UDF 還可以完成用戶自定義標(biāo)量方程的，獲得源項(xiàng)擴(kuò)散率函數(shù)；它甚至還能改善后處理功能，改進(jìn) FLUENT ENT 求解器建立在有限容積法的基礎(chǔ)上，這種方法將計(jì)算域離散為有單元。網(wǎng)格單元作為 FLUENT 中基本的計(jì)算單元，必須要保證每一個(gè)性，輸運(yùn)方程中，質(zhì)量，動(dòng)量，能量等項(xiàng)可以應(yīng)用到每個(gè)單元上。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文義屬性）。材料性質(zhì)更新之后，開始進(jìn)行收斂或者附加要求的迭代的檢或者停止。2-2 顯示了數(shù)學(xué)模型的基本結(jié)構(gòu)，以模型假設(shè)條件、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程、反應(yīng)器參數(shù)、熱力學(xué)和傳輸參數(shù)作為輸入條件，以連續(xù)性方程、氣體固體能量方程、輸運(yùn)方程以及湍流模型作為控制方程，最后得到了模型括溫度場(chǎng)分布、流場(chǎng)分布及組分濃度分布。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于有限體積法的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格大渦模擬離散方法研究[J]. 熊英,關(guān)暉,吳錘結(jié).  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2016(11)
[2]我國(guó)大型換熱器的技術(shù)進(jìn)展[J]. 陳永東,陳學(xué)東.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(10)
[3]管殼式換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)概述[J]. 齊洪洋,高磊,張瑩瑩,周辰琳.  壓力容器. 2012(07)
[4]甲醇水蒸氣催化重整制氫技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 閆月君,劉啟斌,隋軍,金紅光.  化工進(jìn)展. 2012(07)
[5]甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能試驗(yàn)[J]. 姚春德,李旭聰,徐元利.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2012(02)
[6]裂解器的設(shè)計(jì)及其在電控發(fā)動(dòng)機(jī)上的試驗(yàn)[J]. 徐元利,姚春德,李旭聰.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[7]電噴發(fā)動(dòng)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(bào). 2011(11)
[8]廢氣余熱制富氫氣體對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響[J]. 徐元利,姚春德,李旭聰.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2011(02)
[9]換熱器組傳熱性能的優(yōu)化原理比較[J]. 陳群,吳晶,王沫然,潘寧,過增元.  科學(xué)通報(bào). 2011(01)
[10]甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)釫CU硬件設(shè)計(jì)[J]. 魏崇帆,呂彩琴.  內(nèi)燃機(jī). 2010(04)

博士論文
[1]甲醇熱裂解規(guī)律及其在點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用研究[D]. 李旭聰.天津大學(xué) 2012
[2]換熱器的熱力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 郭江峰.山東大學(xué) 2011
[3]甲醇裂解氣對(duì)點(diǎn)燃式電控發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響研究[D]. 徐元利.天津大學(xué) 2009

碩士論文
[1]汽油摻燒甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真與參數(shù)標(biāo)定研究[D]. 何磊.華中科技大學(xué) 2016
[2]汽油摻燒甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)研究[D]. 謝滿.華中科技大學(xué) 2016
[3]甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒數(shù)據(jù)采集與試驗(yàn)研究[D]. 王珺.華中科技大學(xué) 2016
[4]純甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)研究[D]. 王進(jìn).山東大學(xué) 2013
[5]甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)功率閥電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 趙潔.中北大學(xué) 2012
[6]微型甲醇重整制氫反應(yīng)器內(nèi)的吸放熱耦合研究[D]. 孫國(guó)兵.太原理工大學(xué) 2012
[7]甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)功率閥細(xì)分控制研究[D]. 魏崇帆.中北大學(xué) 2011
[8]車用甲醇裂解器的換熱器設(shè)計(jì)研究[D]. 王璽.中北大學(xué) 2011
[9]排氣余熱裂解甲醇?xì)?柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的供氣系統(tǒng)研究[D]. 楊成.寧波大學(xué) 2010
[10]甲醇裂解氣成分檢測(cè)及其對(duì)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李旭聰.天津大學(xué) 2009



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