渔船用柴油机排放的数值计算与预测方法研究

摘要

柴油机因为具有强大的动力性能、良好的经济性、热效率高等特点，被广泛应用于各个行业，尤其是在船舶航运领域。随着航运业增长迅速，船舶数量不断增加，柴油机污染物排放问题也受到人们的关注。渔船作为船舶类型之一，数量众多并良莠不齐，渔船柴油机尾气排放因其进气形式的多样化而无法根据渔机型谱直接进行合理评价，其尾气排放污染物严重影响着社会环境。为降低渔船排放，优化渔船用柴油机的发展，我们不仅要了解排放物生成的机理，也需要了解柴油机燃烧排放的规律，以便优化控制柴油机排放，并对渔船用柴油机尾气排放进行预测，这是减少并控制柴油机排放的关键点与研究热点，具有重要意义。　　本文采用数值计算以及试验的方法，利用AVL FIRE建立SC33W900CF2渔船用柴油机数值计算模型，模拟不同进气参数下渔船用柴油机的燃烧排放的变化规律，并通过燃烧排放的变化规律提出基于图谱技术的渔船用柴油机排放预测方法。结果表明:　　应用AVL FIRE软件进行渔船柴油机尾气排放数值仿真，其结果与实际运行状态能很好吻合，可满足实际工程分析与应用。渔船柴油机进气参数的变化对其尾气排放指标影响非常大:进气压力较低时，渔船柴油机的氮氧化物排放较少能达到排放标准，但其颗粒物排放却无法达到国家标准;进气低压低温时，渔船柴油机的氮氧化物与颗粒物值都较少，有利于控制排放，但无法满足功率输出要求;增压非中冷或自然吸气机型很难达到国Ⅰ排放标准，更无法满足国Ⅱ排放要求，增压中冷机型是解决渔船排放达标问题的有效技术途径。　　渔船用柴油机预测图谱技术的提出能够对渔船用柴油机尾气排放的判定并进行便捷的柴油机排放实时测量及预测，为渔船尾气排放的监测提供帮助。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．2．1排放规范

1．2．2数值计算

1．2．3预测方法

1．3本课题来源及本文的主要工作

1．3．3论文基本结构

第二章理论基础

2．2缸内燃烧模拟数学模型

2．2．2燃油喷射雾化模型

2．3燃烧模型

2．4排放物生成模型

2．4．2二氧化碳生成模型

2．5本章小结

第三章渔船用柴油机燃烧排放数值计算

3．2仿真方案设计

3．3仿真结果与分析

3．3．1进气压力对渔船用柴油机燃烧的影响

3．3．2迸气压力对渔船用柴油机排放的影响

3．3．3进气温度对渔船用柴油机燃烧的影响

3．3．4进气温度对渔船用柴油机排放的影响

3．4本章小结

第四章渔船用柴油机排放快速预测方法

4．1．2颗粒物测试方法

4．2基于图谱技术的渔船用柴油机排放预测方法

4．2．2渔船用柴油机图谱的绘制方法

4．3实例分析与讨论

4．3．1排放图谱的设计

4．3．2排放图谱的绘制

4．3．3试验验证

4．4本章小结

第五章结论与展望

5．2工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果