甲醇重整内燃机复合循环

摘要

针对青藏铁路对其动力系统所提出的：高原冻土生态环境对排放性能，高海拔、长坡道对动力性能，长期稳定运行对经济性能等三方面的要求，设计出以甲醇为能源，甲醇重整气为燃料，气体发动机为动力输出主体的新颖燃料重整复合循环动力系统。 研究了甲醇重整反应的动力学和热力学特征。以奥托循环为理论循环，实际气体为工质，建立重整气发动机热力学模型；在此基础上讨论了重整气对发动机的供应方式、稀薄燃烧、粗甲醇的使用、米勒循环与绝热设计对系统性能的影响。分析表明，相比于预混燃烧，缸内直喷可提高发动机功率水平，若采用压缩后半程高压喷射，还可提高系统热效率；采用稀薄燃烧可提高指示热效率，减轻发动机热负荷；燃用粗甲醇可改变发动机内压力与温度的依变关系，使得发动机在较低温度水平下维持较高功率水平；小分子气体燃料的缸内喷射使得膨胀终了压力更高，从而可采用米勒循环提高发动机热效率；绝热设计在本方案中与米勒循环和重整系统相配合，提高热效率的效果比单一发动机更为显著。 以16V280发动机为原型的计算实例，论证了新方案清洁、高效的特征。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

第1章引言

1.1青藏铁路动力系统性能要求

1.2常规动力系统性能比较

1.3新型动力系统简要介绍

1.4 小结

第2章甲醇重整反应动力学与热力学特征

2.1甲醇的生产与消费

2.2甲醇重整反应动力学

2.3甲醇重整反应热力学

2.4 小结

第3章重整气发动机的热力学研究

3.1奥托发动机热力学模型的建立

3.2燃料种类对奥托发动机性能的影响

3.3气体燃料供应方式对奥托发动机性能的影响

3.4稀薄燃烧的作用

3.5甲醇含水量的影响

3.6米勒循环的应用

3.7绝热设计的效果

3.8 小结

第4章动力系统的耦合与集成

4.1重整系统与排气系统的耦合

4.2重整气供应方式对动力输出的影响

4.3关于本系统的进气增压

4.4 小结

第5章算例分析

5.1数值模型

5.2数值结果及其分析

5.3小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

在读期间发表论文情况

致谢