汽車(chē)燃油輔助加熱器數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-29 10:55
在我國(guó)的一些北方地區(qū),時(shí)常出現(xiàn)的極端低溫情況,使得汽車(chē)性能變差。汽車(chē)燃油輔助加熱器作為完全獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱裝置,能夠充分改善汽車(chē)?yán)鋯?dòng)。因此關(guān)于如何提高汽車(chē)燃油輔助加熱器性能的研究具有重要的意義。本文利用數(shù)值模擬方法探究了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)汽車(chē)燃油輔助加熱器性能的影響,并對(duì)原始模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)。主要工作與成果如下:(1)應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)某汽車(chē)燃油輔助加熱器進(jìn)行了燃燒模擬,并對(duì)Y=0截面的溫度場(chǎng)分布以及各組分分布進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示,汽車(chē)燃油輔助加熱器溫度場(chǎng)均勻指數(shù)為50.48%,出口氮氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.25×10-7,出口平均CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.046,出口平均O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.039。模型內(nèi)部溫度場(chǎng)分布不均勻,火焰筒內(nèi)后燃現(xiàn)象比較嚴(yán)重,整體CO、氮氧化物排放量不高但還有降低的空間。另外,由Y=0截面溫度場(chǎng)和氮氧化物分布云圖可以看出,在溫度較高處,氮氧化物濃度比較高,可以推斷出氮氧化物主要是由于局部溫度過(guò)高所致,即產(chǎn)生的氮氧化物多為熱力型。(2)分析了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于汽車(chē)燃油輔助加熱器的單一性能(即溫度場(chǎng)均勻指數(shù)、出口氮氧化物含量)的影響。...
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 汽車(chē)燃油輔助加熱器簡(jiǎn)介
1.2.1 工作原理
1.2.2 分類(lèi)
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 汽車(chē)燃油輔助加熱器研究現(xiàn)狀
1.3.2 燃燒器結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
1.4 問(wèn)題的提出與研究思路
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 汽車(chē)燃油輔助加熱器的數(shù)值模擬技術(shù)原理
2.1 物理模型
2.2 數(shù)學(xué)模型
2.2.1 控制方程
2.2.2 湍流模型
2.2.3 液滴模型
2.2.4 燃燒模型
2.2.5 輻射模型
2.2.6 NOx生成模型
2.3 邊界條件
2.4 網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格獨(dú)立性考核
2.4.1 網(wǎng)格劃分
2.4.2 網(wǎng)格獨(dú)立性考核
2.5 模擬結(jié)果分析
2.5.1 溫度場(chǎng)分析及溫度場(chǎng)均勻指數(shù)
2.5.2 氮氧化物分布分析
2.5.3 一氧化碳分布分析
2.5.4 柴油霧化分析
2.5.5 氧氣分布分析
2.6 本章小結(jié)
3 汽車(chē)燃油輔助加熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響
3.1 噴口半徑對(duì)性能的影響
3.1.1 噴口半徑結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.1.2 噴口半徑對(duì)單一性能的影響
3.2 一二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)量比對(duì)性能的影響
3.2.1 一二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)量比結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.2.2 一二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)量比對(duì)單一性能的影響
3.3 噴口距離對(duì)性能的影響
3.3.1 噴口距離結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.3.2 噴口距離對(duì)單一性能的影響
3.4 燃燒室長(zhǎng)度對(duì)性能的影響
3.4.1 燃燒室長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.4.2 燃燒室長(zhǎng)度對(duì)單一性能的影響
3.5 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的汽車(chē)燃油輔助加熱器綜合性能評(píng)價(jià)
3.5.1 主成分分析
3.5.2 綜合性能評(píng)價(jià)
3.5.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析
3.6 本章小結(jié)
4 汽車(chē)燃油輔助加熱器結(jié)構(gòu)改進(jìn)
4.1 新結(jié)構(gòu)的提出
4.2 網(wǎng)格劃分
4.3 三種改進(jìn)后模型冷態(tài)模擬結(jié)果對(duì)比
4.3.1 速度場(chǎng)對(duì)比
4.3.2 壓力場(chǎng)對(duì)比
4.3.3 湍動(dòng)能對(duì)比
4.3.4 改進(jìn)后模型的流場(chǎng)分析
4.4 燃燒結(jié)果分析及對(duì)比
4.4.1 溫度場(chǎng)分析及溫度場(chǎng)均勻指數(shù)
4.4.2 氮氧化物分布分析
4.4.3 一氧化碳分布分析
4.4.4 柴油霧化分析
4.4.5 氧氣分布分析
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 工作不足和展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]低NOx燃燒器在汽車(chē)涂裝烘干工藝的應(yīng)用分析[J]. 張建福,陶禹,崔德源,高紅杰. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2018(05)
[2]基于PCA的釩和稀土添加對(duì)合金性能改善的最優(yōu)方案[J]. 孫幸榮,羅敏,夏丹. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]基于主成分分析方法的并聯(lián)機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[J]. 曾達(dá)幸,王娟娟,樊明洲,岳曉博,侯雨雷. 中國(guó)機(jī)械工程. 2017(24)
[4]不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)甲醇燃料大氣式燃燒器引射性能影響分析及研究[J]. 金靖?jìng)?孫姣,張旭,賈雷永,陳文義. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]低溫下汽車(chē)加熱器不易啟動(dòng)原因與解決方案[J]. 王春華. 汽車(chē)工程師. 2017(01)
[6]不同旋流強(qiáng)度下燃燒器燃燒特性的數(shù)值模擬[J]. 芮文明,劉宇,王愛(ài)華,張炎,田賽. 冶金能源. 2016(06)
[7]基于主成分分析的高爐用天然塊礦性能評(píng)價(jià)[J]. 李新宇,張建良,蘇步新,姚朝權(quán),劉興樂(lè),張超. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(09)
[8]低氮燃?xì)馊紵夹g(shù)及燃燒器設(shè)計(jì)進(jìn)展[J]. 蘇毅,揭濤,沈玲玲,劉思遠(yuǎn),鄭君如,張世程,朱國(guó)慶. 工業(yè)鍋爐. 2016(04)
[9]汽車(chē)加熱器降低汽油機(jī)冷啟動(dòng)排放污染的分析[J]. 徐磊. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2015(12)
[10]噴嘴霧化特性的試驗(yàn)及數(shù)值模擬[J]. 林鴻亮,劉道銀,劉猛,陳曉平. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2015(12)
博士論文
[1]重型柴油機(jī)低溫燃燒及燃燒路徑的研究[D]. 鹿盈盈.天津大學(xué) 2012
[2]低溫條件下燃用乙醇汽油對(duì)汽車(chē)使用性能及城市交通的影響[D]. 強(qiáng)添綱.東北林業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]浸沒(méi)燃燒式氣化器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及性能研究[D]. 董文平.大連理工大學(xué) 2018
[2]新型裂解爐低NOx燃燒器的數(shù)值模擬研究[D]. 夏文娟.鄭州大學(xué) 2018
[3]氣暖式駐車(chē)加熱器的設(shè)計(jì)與改進(jìn)[D]. 張正.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[4]重型車(chē)輛輔助燃油加熱器優(yōu)化分析[D]. 趙秀云.吉林大學(xué) 2017
[5]乙烯裂解爐內(nèi)燃燒、流動(dòng)、傳熱及裂解反應(yīng)特性數(shù)值模擬研究[D]. 張凡.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 2017
[6]扁平焰燃燒器NOx排放特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 李文倩.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 2017
[7]帶有導(dǎo)流片的大速差射流燃燒器的數(shù)值研究[D]. 劉駿飛.南昌航空大學(xué) 2016
[8]汽車(chē)燃油加熱器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張鵬飛.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2016
[9]汽油機(jī)冷啟動(dòng)的排放及控制技術(shù)的研究[D]. 劉志遠(yuǎn).東北大學(xué) 2015
[10]富氧旋流燃燒器優(yōu)化設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬研究[D]. 陸騎.華中科技大學(xué) 2016
本文編號(hào):3682463
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 汽車(chē)燃油輔助加熱器簡(jiǎn)介
1.2.1 工作原理
1.2.2 分類(lèi)
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 汽車(chē)燃油輔助加熱器研究現(xiàn)狀
1.3.2 燃燒器結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
1.4 問(wèn)題的提出與研究思路
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 汽車(chē)燃油輔助加熱器的數(shù)值模擬技術(shù)原理
2.1 物理模型
2.2 數(shù)學(xué)模型
2.2.1 控制方程
2.2.2 湍流模型
2.2.3 液滴模型
2.2.4 燃燒模型
2.2.5 輻射模型
2.2.6 NOx生成模型
2.3 邊界條件
2.4 網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格獨(dú)立性考核
2.4.1 網(wǎng)格劃分
2.4.2 網(wǎng)格獨(dú)立性考核
2.5 模擬結(jié)果分析
2.5.1 溫度場(chǎng)分析及溫度場(chǎng)均勻指數(shù)
2.5.2 氮氧化物分布分析
2.5.3 一氧化碳分布分析
2.5.4 柴油霧化分析
2.5.5 氧氣分布分析
2.6 本章小結(jié)
3 汽車(chē)燃油輔助加熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響
3.1 噴口半徑對(duì)性能的影響
3.1.1 噴口半徑結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.1.2 噴口半徑對(duì)單一性能的影響
3.2 一二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)量比對(duì)性能的影響
3.2.1 一二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)量比結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.2.2 一二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)量比對(duì)單一性能的影響
3.3 噴口距離對(duì)性能的影響
3.3.1 噴口距離結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.3.2 噴口距離對(duì)單一性能的影響
3.4 燃燒室長(zhǎng)度對(duì)性能的影響
3.4.1 燃燒室長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.4.2 燃燒室長(zhǎng)度對(duì)單一性能的影響
3.5 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的汽車(chē)燃油輔助加熱器綜合性能評(píng)價(jià)
3.5.1 主成分分析
3.5.2 綜合性能評(píng)價(jià)
3.5.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析
3.6 本章小結(jié)
4 汽車(chē)燃油輔助加熱器結(jié)構(gòu)改進(jìn)
4.1 新結(jié)構(gòu)的提出
4.2 網(wǎng)格劃分
4.3 三種改進(jìn)后模型冷態(tài)模擬結(jié)果對(duì)比
4.3.1 速度場(chǎng)對(duì)比
4.3.2 壓力場(chǎng)對(duì)比
4.3.3 湍動(dòng)能對(duì)比
4.3.4 改進(jìn)后模型的流場(chǎng)分析
4.4 燃燒結(jié)果分析及對(duì)比
4.4.1 溫度場(chǎng)分析及溫度場(chǎng)均勻指數(shù)
4.4.2 氮氧化物分布分析
4.4.3 一氧化碳分布分析
4.4.4 柴油霧化分析
4.4.5 氧氣分布分析
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 工作不足和展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]低NOx燃燒器在汽車(chē)涂裝烘干工藝的應(yīng)用分析[J]. 張建福,陶禹,崔德源,高紅杰. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2018(05)
[2]基于PCA的釩和稀土添加對(duì)合金性能改善的最優(yōu)方案[J]. 孫幸榮,羅敏,夏丹. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]基于主成分分析方法的并聯(lián)機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[J]. 曾達(dá)幸,王娟娟,樊明洲,岳曉博,侯雨雷. 中國(guó)機(jī)械工程. 2017(24)
[4]不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)甲醇燃料大氣式燃燒器引射性能影響分析及研究[J]. 金靖?jìng)?孫姣,張旭,賈雷永,陳文義. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]低溫下汽車(chē)加熱器不易啟動(dòng)原因與解決方案[J]. 王春華. 汽車(chē)工程師. 2017(01)
[6]不同旋流強(qiáng)度下燃燒器燃燒特性的數(shù)值模擬[J]. 芮文明,劉宇,王愛(ài)華,張炎,田賽. 冶金能源. 2016(06)
[7]基于主成分分析的高爐用天然塊礦性能評(píng)價(jià)[J]. 李新宇,張建良,蘇步新,姚朝權(quán),劉興樂(lè),張超. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(09)
[8]低氮燃?xì)馊紵夹g(shù)及燃燒器設(shè)計(jì)進(jìn)展[J]. 蘇毅,揭濤,沈玲玲,劉思遠(yuǎn),鄭君如,張世程,朱國(guó)慶. 工業(yè)鍋爐. 2016(04)
[9]汽車(chē)加熱器降低汽油機(jī)冷啟動(dòng)排放污染的分析[J]. 徐磊. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2015(12)
[10]噴嘴霧化特性的試驗(yàn)及數(shù)值模擬[J]. 林鴻亮,劉道銀,劉猛,陳曉平. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2015(12)
博士論文
[1]重型柴油機(jī)低溫燃燒及燃燒路徑的研究[D]. 鹿盈盈.天津大學(xué) 2012
[2]低溫條件下燃用乙醇汽油對(duì)汽車(chē)使用性能及城市交通的影響[D]. 強(qiáng)添綱.東北林業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]浸沒(méi)燃燒式氣化器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及性能研究[D]. 董文平.大連理工大學(xué) 2018
[2]新型裂解爐低NOx燃燒器的數(shù)值模擬研究[D]. 夏文娟.鄭州大學(xué) 2018
[3]氣暖式駐車(chē)加熱器的設(shè)計(jì)與改進(jìn)[D]. 張正.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[4]重型車(chē)輛輔助燃油加熱器優(yōu)化分析[D]. 趙秀云.吉林大學(xué) 2017
[5]乙烯裂解爐內(nèi)燃燒、流動(dòng)、傳熱及裂解反應(yīng)特性數(shù)值模擬研究[D]. 張凡.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 2017
[6]扁平焰燃燒器NOx排放特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 李文倩.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 2017
[7]帶有導(dǎo)流片的大速差射流燃燒器的數(shù)值研究[D]. 劉駿飛.南昌航空大學(xué) 2016
[8]汽車(chē)燃油加熱器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張鵬飛.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2016
[9]汽油機(jī)冷啟動(dòng)的排放及控制技術(shù)的研究[D]. 劉志遠(yuǎn).東北大學(xué) 2015
[10]富氧旋流燃燒器優(yōu)化設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬研究[D]. 陸騎.華中科技大學(xué) 2016
本文編號(hào):3682463
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