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LNG汽车燃料系统与空调冷能利用
| 论文题名： | LNG汽车燃料系统与空调冷能利用 |
| 关键词： | LNG汽车;燃料系统;汽车空调;冷能利用 |
| 摘要： | 液化天然气(LNG)作为一种清洁、高效的能源，在当今社会越来越受到青睐，与之相关产业也得到了快速发展。其中LNG汽车(LNGV)因具有能量存储密度大、连续行驶里程长、安全性能高、负载轻等优势，引起了广泛关注和相关研究。LNG作为汽车燃料，需气化为气态天然气供发动机使用，该过程会释放大量冷能。若这部分冷能能够回收用于汽车空调，不仅可以降低发动机能耗，同时可以减少环境污染，具有良好的经济性和社会价值。本文设计了一套LNG汽车燃料系统，在此基础上设计了一套LNG汽车空调冷能利用系统。应用AspenPlus软件对两套系统进行流程模拟，结合理论计算，验证了系统的可行性，并对系统作了进一步的完善及优化。 以12米宇通(ZK6128HGM)公交汽车作为研究对象，对LNG汽车燃料系统进行了相关参数计算。通过调研数据确定了LNG车载气瓶规格，根据汽车功率平衡方程推导出LNG燃料流量计算公式。考虑到车载LNG气瓶内液位下降引起供液动力不足，致发动机燃料无法稳定供给，提出了LNG车载气瓶稳定供气的条件，并建立了稳定供气过程中，空温式气化器气化量与发动机燃料流量的关系式。结果表明，自增压气化器气化量随气瓶内温度升高而增大，随气瓶内压力升高而减小，且减小趋势愈来愈来平缓，这些研究结果为完善LNG汽车燃料系统提供了基础。同时，完成了对LNG供气管路系统的计算。 本文所建立LNG空调冷能利用系统包括LNG冷能回收系统、制冷系统、蓄冷系统、低温送风系统，是LNG汽车舒适性的重要保障之一。结合理论计算和经验估算法对12米宇通公交汽车夏季空调冷负荷进行了计算。分析了冷回收换热器换热量与LNG出口温度、车速的关系，以及低温送风系统中送风量与送风温度关系，进而提出了合理的低温送风量和蓄冷量。LNG汽车空调的冷负荷随汽车运行的工况不同而变化，因此保证空调制冷量的调节是非常重要的，通过简单分析影响空调冷能利用系统制冷量的因素，提出了相应调控方案。 最后，应用AspenPlus软件对LNG汽车燃料系统和空调冷能利用系统进行了流程模拟。以自增压系统为单独流程进行优化模拟，所得低温送风量及新风量与理论分析结果相互验证。通过优化和灵敏度分析模块模拟了LNG汽车冷量回收汽车空调系统在稳态供气状态下的运行情况。本文设计的LNG燃料系统与空调冷能利用系统适用于LNGV，可以确保LNGV发动机燃料的正常供给，以及回收LNG气化的冷能用于汽车空调制冷，实现LNG汽车能量的充分合理利用，降低发动机能耗，具有较好的社会推广价值。 |
| 作者： | 金树峰 |
| 专业： | 化工过程机械 |
| 导师： | 陈叔平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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