汽油机掺烧CO2对NOx排放影响的试验研究

汽油机掺烧CO2对NOx排放影响的试验研究

论文摘要

本文主要研究汽油机进气掺烧CO2对NOx排放的影响,分析了进气掺烧CO2降低NOx排放的机理,并在此基础上,对Fluent软件提供的NOx排放模型进行了适应性修正,重新选取求解模型的各主要参数,建立了适合本文研究工况的NOx排放模型。并针对气缸工质流体区域建立三维模型,应用Fluent的非结构化网格和动网格技术,在湍流燃烧过程NOx生成化学动力学基础上,以Fluent各模型相互耦合为计算平台,将掺烧CO2后建立的NOx排放模型通过UDF链接到Fluent软件中,采用有限体积法对汽油机进气掺烧CO2后排放产物NOx的生成过程进行了数值模拟。同时,在本田HODNA G200单缸四冲程汽油机上进行了相应的系列试验。在本文研究工况范围内,通过理论、模拟和试验比较全面的研究了进气掺烧不同流量CO2对NOx排放的影响与规律,为EGR的深入研究提供了参考。本文利用Fluent软件对汽油机进气掺烧CO2后NOx生成过程进行了数值模拟。经过数值模拟与试验的比较分析,两者的结果在趋势上比较一致,并通过数理统计的方法分析了试验数据与模型结果的差异性,说明掺烧CO2后的NOx排放模型可以反映掺烧CO2条件下NOx的生成过程。通过模拟和试验证明,进气加入适量CO2能够降低气缸内的最高温度和整体燃烧温度,显著降低NOx排放浓度,但随着进气掺烧CO2流量的增加,NOx排放浓度降低的趋势变缓,在较高转速(1 600~2 000r/min)条件下,进气掺烧适量CO2减排NOx效果较理想。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 1 绪论
  • 1.1 研究目的及意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • x排放净化技术'>1.2.1 内燃机NOx排放净化技术
  • 1.2.2 国外研究现状
  • 1.2.3 国内研究现状
  • 1.3 本文研究内容及方法
  • 1.4 本章小结
  • 2降低NOx排放的机理'>2 汽油机掺烧CO2降低NOx排放的机理
  • x生成机理'>2.1 NOx生成机理
  • 2.1.1 热力型NO
  • 2.1.2 快速型NO
  • 2后的NOx排放模型'>2.2 掺烧CO2后的NOx排放模型
  • 2.2.1 O基浓度的确定
  • 2.2.2 OH基浓度的确定
  • 2.2.3 参数确定与模型修正
  • 2后的NOx排放模型'>2.2.4 掺烧CO2后的NOx排放模型
  • 2.3 本章小结
  • 2的数值模拟'>3 汽油机掺烧CO2的数值模拟
  • 3.1 CFD技术
  • 3.1.1 CFD
  • 3.1.2 CFD软件
  • 3.2 仿真模型
  • 3.2.1 几何模型
  • 3.2.2 网格生成与边界条件
  • 3.2.3 动网格技术
  • 3.2.4 物理模型
  • 3.3 控制参数
  • 3.4 模拟计算与分析
  • 3.4.1 纵截面温度特性分析
  • x排放浓度与缸内平均温度的趋势'>3.4.2 NOx排放浓度与缸内平均温度的趋势
  • 3.5 本章小结
  • 2的试验研究'>4 汽油机掺烧CO2的试验研究
  • 4.1 试验系统与方案
  • 4.1.1 试验系统
  • 4.1.2 试验方案
  • 4.2 试验结果与分析
  • 2对NOx影响的试验分析与模拟比对'>4.2.1 CO2对NOx影响的试验分析与模拟比对
  • 2对其他排放物与功率的影响'>4.2.2 CO2对其他排放物与功率的影响
  • 4.3 模型评价
  • 4.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录A
  • 附录B
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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