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车用甲醇裂解器及其对发动机性能的影响研究
| 论文题名： | 车用甲醇裂解器及其对发动机性能的影响研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;甲醇裂解器;余热回收;换热效果 |
| 摘要： | 随着中国经济的飞速发展及人们生活水平的大幅改善，中国汽车市场日益膨胀，与此同时，汽车尾气对社会环境带来了极大的负担，人类健康面临威胁，人类迫切需要一种新型燃料来促进经济可持续发展。甲醇因其优异的特性，深受科研人员的关注，是一种非常理想的代用燃料。 甲醇裂解气作为燃料又是一种利用甲醇燃料的新的方式，受到了国内外很多研究者的青睐。汽车以甲醇裂解气作为发动机燃料是在适当的催化剂的作用下，吸收发动机余热，通过裂解装置将甲醇裂解后的产物作为燃料为发动机提供动力。液态甲醇经过吸热、蒸发、裂解三个过程以后，其热值提高了百分之二十左右，同时也克服了甲醇直接燃烧的弊端，大大提高了燃料经济性。 由于甲醇裂解气对发动机性能的影响很大，因此甲醇裂解器在整个醇氢动力系统中极为重要，它直接影响发动机余热利用率以及甲醇的裂解效率，需要尽可能多的回收发动机废气余热使得裂解器维持在适当温度，才能使催化剂真正发挥作用。 在此，设计了三种不同结构型式的裂解器，并基于ANSYS FLUENT15.0对三种不同结构的甲醇裂解器进行数值模拟，分析研究各裂解器的温度场和速度场，且通过试验选择分析了直管式和螺旋管式裂解器对发动机性能的影响。研究结果表明：螺旋管式甲醇裂解器较直管式和U型管式换热效果更好，能够满足车载甲醇裂解器对热量的需求；掺烧甲醇裂解气导致发动机动力性略有下降、燃料经济性提高；相同负荷下，安装螺旋管式裂解器的发动机相对于安装直管式裂解器的发动机效果较更好，随着甲醇替代比的增加，CO排放浓度呈现先降低后升高的趋势，HC排放下降，NOx排放增加。 |
| 作者： | 张浩浩 |
| 专业： | 新能源科学与工程 |
| 导师： | 蒋炎坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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