本文關(guān)鍵詞：汽車尾氣的熱能利用與凈化裝置設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：隨著時(shí)代的進(jìn)步,汽車已經(jīng)成為了人們生活中不可缺少的部分。然而汽車行業(yè)的發(fā)展在給人類帶來巨大利益的同時(shí),卻也在大量的消耗著能源,污染著我們的生存環(huán)境。故本文擬利用汽車尾氣余熱結(jié)合溫差發(fā)電裝置,回收汽車消耗的部分能源,并將該能源轉(zhuǎn)化成電能供給具有凈化功能的消聲器,從而達(dá)到汽車節(jié)能減排的目的。首先,本文在課題組前期研究基礎(chǔ)之上,總結(jié)第一代汽車尾氣余熱溫差發(fā)電器的長處與不足,以提高發(fā)電功率為目標(biāo),設(shè)計(jì)了第二代汽車尾氣余熱溫差發(fā)電器。該發(fā)電裝置具有六面體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),且內(nèi)部具有翅片渦旋結(jié)構(gòu),可增大氣流擾流,進(jìn)而提高了傳熱效率,提高了發(fā)電功率。其次,應(yīng)用GT-POWER軟件,以一款中小型車用發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,進(jìn)行了該發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲模擬仿真,仿真結(jié)果表明:該發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為3500至6000r/min之間噪聲值較高,峰值噪聲在110~124dB區(qū)間,高噪聲值所對(duì)應(yīng)的頻率集中在180~200Hz之間,且隨著轉(zhuǎn)速的提高而增高。該仿真結(jié)果為后續(xù)的消聲器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。第三,通過給定的發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)與前文的排氣噪聲模擬結(jié)果,設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)的消聲器結(jié)構(gòu),該消聲器采用擴(kuò)張室和共振腔相結(jié)合的結(jié)構(gòu),可在最低限度影響發(fā)電機(jī)功率的前提下,消除中、高頻率的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲。第四,采用電暈放電的方法,將等離子體尾氣凈化技術(shù)與消聲器結(jié)合,利用等離子體的高能量,使汽車尾氣中的有害成分的化學(xué)鍵斷裂,分解成無害氣體排放到空氣中,以降低尾氣中的污染物。第五,通過優(yōu)化設(shè)計(jì)后,對(duì)汽車尾氣余熱溫差發(fā)電器和具有凈化功能的消聲器進(jìn)行了實(shí)物加工,并輔以各項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的汽車尾氣余熱溫差發(fā)電器具有較高的發(fā)電效率,且其可以滿足消聲器的尾氣凈化所需供電要求;同時(shí),本文所設(shè)計(jì)消聲器的凈化功能,主要受供電電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響較大。
【關(guān)鍵詞】：噪聲 尾氣凈化 消聲器 等離子體 電暈放電
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.134.4;X734.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景與目的10
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 尾氣余熱溫差發(fā)電裝置國內(nèi)外現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 離子體凈化汽車尾氣的國內(nèi)外現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 汽車消聲器尾氣國內(nèi)外現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究思路與方法15
• 1.3.1 研究思路15
• 1.3.2 研究方法15
• 1.4 研究內(nèi)容15-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第二章 溫差發(fā)電、凈化及消聲的基礎(chǔ)理論分析18-28
• 2.1 汽車尾氣余熱發(fā)電應(yīng)用技術(shù)原理18-21
• 2.1.1 塞貝克效應(yīng)18-19
• 2.1.2 貝爾貼效應(yīng)19
• 2.1.3 湯姆遜效應(yīng)19-20
• 2.1.4 焦耳效應(yīng)20
• 2.1.5 傅里葉效應(yīng)20-21
• 2.1.6 開爾文關(guān)系式21
• 2.2 等離子體凈化技術(shù)21-24
• 2.2.1 等離子體的基本理論21-22
• 2.2.2 等離子體的產(chǎn)生方法22-23
• 2.2.3 電暈放電理論基礎(chǔ)23-24
• 2.3 汽車消聲器24-27
• 2.3.1 消聲器的分類及消聲原理24-25
• 2.3.2 消聲器的評(píng)價(jià)指標(biāo)25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 車載尾氣溫差發(fā)電器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化28-37
• 3.1 溫差發(fā)電器的設(shè)計(jì)原則28
• 3.2 溫差發(fā)電器的設(shè)計(jì)目的28-29
• 3.3 溫差發(fā)電器的設(shè)計(jì)要求29
• 3.4 溫差發(fā)電器結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)29-32
• 3.4.1 溫差發(fā)電器熱源30
• 3.4.2 溫差發(fā)電器冷源30
• 3.4.3 溫差發(fā)電器整體結(jié)構(gòu)30-32
• 3.5 前期設(shè)計(jì)溫差發(fā)電器的不足之處32
• 3.6 溫差發(fā)電器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化32-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 第四章 消聲器的消聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-55
• 4.1 基于GT-POWER的某微車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲仿真37-49
• 4.1.1 GT軟件簡介37-39
• 4.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)模型的搭建39-45
• 4.1.3 基于GT-POWER發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)模型校驗(yàn)45-46
• 4.1.4 基于GT-POWER的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲分析46-49
• 4.2 汽車消聲器設(shè)計(jì)49-54
• 4.2.1 確定消聲器的消聲量49-50
• 4.2.2 消聲器的外形參數(shù)計(jì)算50-52
• 4.2.3 各腔參數(shù)確定52-53
• 4.2.4 消聲器排水設(shè)計(jì)53-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第五章 具有凈化功能的消聲器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-61
• 5.1 等離子體凈化部分的設(shè)計(jì)55-58
• 5.1.1 放電形式選擇55
• 5.1.2 放電電極的設(shè)計(jì)55-57
• 5.1.3 電源系統(tǒng)的選擇57-58
• 5.2 凈化消聲器的設(shè)計(jì)與制作58-60
• 5.2.1 凈化消聲器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)58-59
• 5.2.2 凈化消聲器的加工制作59-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 第六章 具有凈化功能的消聲器減排性能的實(shí)驗(yàn)研究61-69
• 6.1 汽車尾氣余熱發(fā)電器的性能試驗(yàn)及分析61-63
• 6.1.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c方法61
• 6.1.2 試驗(yàn)步驟61-62
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析62-63
• 6.2 汽車尾氣余熱發(fā)電器的穩(wěn)定供電性能試驗(yàn)及分析63-65
• 6.3 具有凈化功能消聲器的凈化性能試驗(yàn)65-68
• 6.3.1 試驗(yàn)條件和步驟65
• 6.3.2 試驗(yàn)效果表征指標(biāo)65
• 6.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析65-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 總結(jié)的內(nèi)容69
• 展望的內(nèi)容69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 附件76

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