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大功率船用柴油机NO<,x>排放测试计算及预测方法研究
| 论文题名： | 大功率船用柴油机NO<,x>排放测试计算及预测方法研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;氮氧化物;排放;神经网络 |
| 摘要： | 由于具有较高的热效率和可靠性,柴油机是最主要的船舶主机,在未来的20年或更长的时间内,这种状况不会得到太大的改变.人们在利用柴油动力船舶为自身创造着财富的同时,也正一步步地污染着我们赖以生存的空间.船舶作为一种可移动的污染源,其排放控制法规已经被提到议事日程上来.据有关机构估计,从事国际贸易的船舶所产生的氮氧化物占世界氮氧化物排放总量的4﹪,而硫化物占7﹪.为了限制船舶柴油机的排放,国际海事组织制定了船用柴油机NO<,x>排放的控制标准,即MARPOL73/78防污公约附则Ⅵ—"防止污染空气规则",此附则已于2000年1月1日生效.船舶柴油机的氮氧化物主要是由于大气中的氮在柴油机燃烧过程中被氧化而成.研究表明高温、富氧以及燃烧产物在高温区的停留时间是决定氮氧化物排放量的三个决定因素.针对以上影响因素,该文提出了四种降低船用柴油机氮氧化物排放的措施:1)降低最高燃烧温度,2)燃烧乳化油,燃油和水混合喷射,3)废气再循环,4)氧化氮的机后处理.并针对每种方法所能引起的负面影响进行了讨论.MARPOL公约附则Ⅵ规定的NO<,x>的排放标准为柴油机单位制动功率排气中NO<,x>的质量流量(单位:g/kW·h),因此要想对被测试的柴油机的NO<,x>排放进行判定,必须得到排气中NO<,x>的质量流量和柴油机的制动功率.由于大功率船用柴油机本身所固有的体积大、排气流量大以及测量困难等特点,使得排气中NO<,x>的质量流量不能直接测量,而只能通过测量NO<,x>的体积浓度并确定排气质量流量或体积流量,才能推算出排气中NO<,x>的质量流量.该文讨论了用碳/氧平衡法计算排气质量流量的过程,同时介绍了自己设计的计算氮氧化物排放的程序.考虑到船用柴油机氮氧化物的排放量与其主要影响因素之间的高度非线性关系,该文提出了采用BP神经网络来预测氮氧化物的排放.将发动机运行时的最高爆压p<,max>、最高燃烧温度T<,max>和纯度R作为神经网络的输入数据,将氮氧化物的排放量作为输出数据.通过计算验证,该方法获得了令人满意的结果.该文的一个重要内容是对MARPOL公约中的NO<,x>修正系数KHDIES进行了讨论.提出扫气空气温度不应出现在NO<,x>环境状况修正公式中,而应将大气压力包括在其中.并通过计算得出了新的修正系数公式.该文最后对测试船用柴油机NO<,x>排放的主要仪器和测试过程进行了简单的介绍. |
| 作者： | 郭振华 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 宋振寰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2002 |
| 正文语种： | 中文 |
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