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LNG重整气/柴油发动机燃烧和排放性能研究
| 论文题名： | LNG重整气/柴油发动机燃烧和排放性能研究 |
| 关键词： | 船舶发动机;柴油燃料;液化天然气;重整反应;燃烧特性;排放特性 |
| 摘要： | 为进一步提高船舶发动机燃烧特性和排放特性，利用船舶柴油机的动力性、LNG的环保性和LNG重整气燃烧热值比LNG高的优势，LNG重整气/柴油双燃料发动机得到发展。 本文用正庚烷/甲苯作为柴油燃料模拟的替代物，构建了LNG重整气/柴油反应机理包括NOX生成机理。应用HSC分析了在不同温度、压力、水碳比下的甲烷水蒸气重整反应，实现了LNG重整气制备。应用chemkin-pro研究了不同替代率、进气温度、进气压力、当量比、转速、EGR率和压缩比等参数对双燃料发动机缸内的温度、压力和NOX、CO等污染物的影响。最后，分析了以LNG重整气/柴油为燃料的内燃机的热机效率、指示功率和燃CH4消耗量。结果表明: (1)正庚烷中添加甲苯能更好的模拟柴油。 (2)验证了构建机理的有效性，能更好的模拟真实燃烧过程。 (3)甲烷水蒸气重整反应在高温、低压转化率高，高水碳比下甲烷转化率提高但水蒸气增多。当T=700℃、P=1atm和水碳比K=3时，甲烷的转化率为96.99％，甲烷热值提高了22.48％，同等供热情况下燃CH4消耗量降低了18.35％。 (4)减少CO的排放可以促进反应R23发生;减少NO的排放量可以促进反应R464发生和抑制反应R466发生。 (5)随着替代率和转速增大，缸内温度、压力提高，NOX、CO排放降低;随着进气温度和当量比增大，缸内温度、压力提高，NOX、CO排放提高;随着进气压力和压缩比增大，温度、压力提高，CO排放降低，而NOX排放提高;高EGR率有效降低NOX排放，但对缸内温度、压力和CO排放有一定的负面影响。 (6)随着替代率（LNG重整气替代柴油率）的提高，热机效率和指示功率降低，最优替代率为80％;当量比降低，在相同供热量下燃CH4消耗量量降低。 |
| 作者： | 高华光 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 龚希武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江海洋大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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