一、增压空气冷却器合理结构的选择(论文文献综述)
赵东辉[1](2013)在《柴油机二级相继增压系统匹配及性能研究》文中提出伴随着柴油机增压技术的逐渐发展,传统增压方式由于提供的增压比有限及低工况性能较差,使其逐渐不能满足柴油机对高平均有效压力和全工况范围内拥有优良性能的追求。目前,针对传统增压方式的缺点已开发出了多种增压系统,其中相继增压系统在船用柴油机领域中最具代表性,实践证明相继增压系统可以有效改善柴油机的低负荷特性,而单级相继增压却无法为柴油机提供高的增压比。本文所设计的二级相继增压系统既可以为柴油机提供高的增压比,又可以较好地改善柴油机的低工况性能。通过将原机的单级相继增压系统改造为二级相继增压系统,来实现将原机的功率提高30%。根据功率强化目标,对柴油机在匹配点所需的燃油量、空气量及进气压力等进行了估算。根据估算结果,为二级相继增压系统选取了高、低压级增压器,并将柴油机和二级相继增压系统联合运行,验证所选取的增压器是合适的。根据TBD234V12柴油机的结构参数,利用GT-Power软件建立了原机单级相继增压的稳态仿真模型,并将仿真计算结果同试验数据进行了对比,验证了模型的正确性。在柴油机单级相继增压模型的基础上,建立了TBD234V12柴油机二级相继增压的稳态仿真模型,通过优化柴油机的压缩比、供油提前角、气门重叠角和空气冷却方式,降低了柴油机的机械负荷和热负荷,将优化后柴油机的仿真计算结果同原机进行了对比,分析了采用二级相继增压系统后柴油机的动力性、经济性及其他性能参数的变化,并根据增压器的效率和柴油机的燃油经济性等因素,选择了二级相继增压系统的切换点。在TBD234V12柴油机二级相继增压稳态模型的基础上,利用GT-Power软件建立了二级相继增压的瞬态仿真模型,经过仿真计算,确定了二级相继增压系统的切入和切出过程最佳的切换延时。同时,在不改变切换延时的条件下,通过改变增压器转动惯量的大小,分析了转动惯量对瞬态切换过程的影响,得出了增压器瞬态响应速度和切换延时随转动惯量的变化规律。
韩志强[2](2013)在《两级增压系统参数选择以及对燃烧过程的影响研究》文中指出面对严格的排放法规和石油资源不可再生的现实,低温燃烧概念作为最具潜力的高效清洁燃烧模式备受重视。本文以两级增压系统为研究核心,以节能减排为目标,通过数值模拟和试验相结合的方式,在柴油机全工况范围内,对两级增压器参数优化匹配过程和控制调节方法进行了深入研究,最终实现了对燃烧过程的优化。两级增压器参数优化匹配计算过程主要分为两部分:(1)在无增压器MAP时,本文利用JTK估算模型对两级增压器的进气流量、增压压力、涡轮流通截面等关键匹配参数进行估算。同时,通过推导两级增压系统压气机和涡轮能量平衡关系式,总结出一种两级增压器关键参数优选方法,并提出两级增压器增压比和膨胀比最优分配原则(①两级增压比相等原则;②两级涡轮耗能最小原则)。之后以低速满负荷工况点为匹配基准,确定两级涡轮几何流通截面的优选原则,并以此提供增压器选型。(2)增压系统选型后,本文建立了混合燃烧系统热力学模型,并以提高柴油机各工况热效率为目标,深入分析喷油定时、喷油量、EGR率、采用不同EGR系统、进气门关闭时刻(IVCT)、旁通阀和背压阀开度对两级增压系统运行规律的影响,提出两级增压器在各工况的优化调节方法,为后续具体试验工作时,优化燃烧方案提供了思路和依据。在柴油机高速工况,本文对比开启涡端和压端旁通阀两种“放气”方式。由计算和试验结果表明,将进气压力放气至相等的情况下,采用涡端放气时,涡前压力更低,排气与进气之间压力差值更小,柴油机有效热效率更高。要在全工况范围内实现高效清洁燃烧过程,优化协调喷油策略与增压技术、IVCA技术、EGR技术,合理组织缸内状态参数是其关键。经试验证明,保持喷油策略和EGR率不变的情况下,使用IVCA机构之后,能降低进气流量,这将有助于减小涡前压力。通过调整进气门晚关机构与两级增压系统匹配关系,能实现降低NOx和Soot排放和提高热效率的目标。同时,通过对比LP-EGR系统和HP-EGR系统对增压系统运行规律的影响,得出结论,在相同EGR率条件下,对比两种EGR系统,NOx排放几乎相等。然而Soot排放在不同转速时,展示出不同的规律。合理选择EGR回路与增压系统的优化匹配,是实现高效清洁燃烧的可靠保障。
龚英利[3](2009)在《基于EGR和低温燃烧概念的柴油机燃烧过程研究》文中认为柴油机排放法规日趋严格,根据我国国情,在现有两气门柴油机的基础上研究满足低排放标准的排放控制技术显得尤为重要。EGR技术是降低柴油机NOx排放最有效的措施之一,但增压柴油机由于进气压力高,在高负荷时进气中引入EGR比较困难。因此,本文研究开发了文丘里混合器和单向阀EGR系统。基于低温燃烧概念,通过试验和数值模拟,研究了在产品柴油机上采用大流量EGR实现低温燃烧,从而降低碳烟和NOx排放的控制策略。通过采用机械式喷油泵加EGR系统使两气门产品柴油机达到低排放法规的要求。利用试验和模拟计算研究了低温燃烧过程。模拟计算了不同负荷和EGR率条件下缸内燃烧状况,对Φ-T图做了补充。结果表明,在1800/rmin,10%负荷,EGR率高于61%时,由于高EGR率大幅度降低了氧气浓度而导致的低温燃烧使得碳烟排放量降低。在25%负荷时,进一步降低EGR气体温度可以使燃烧过程向低温燃烧区域移动,远离碳烟生成区,实现低温燃烧。提出燃烧室设计要与EGR技术相适应的观点。设计了能够适应大流量EGR的新燃烧室。研究表明,在新燃烧室凹坑内外均能形成最合适的混合气分布,避免了过浓的混合气区域,燃烧较充分,放热率较高,碳烟排放减少,从而可以较大幅度的增加EGR率,降低N0x排放。研究开发出新型环缝式EGR文丘里混合器,不仅能够引入足够的EGR气体流量,而且能够使EGR气流与进气混合均匀,在最大限度的降低NOx的同时,烟度增加最少。在两气门非道路用柴油机上采用环缝式文丘里混合器EGR系统加机械泵,可以达到美国Tier 3排放标准要求。其NOx比排放量为3.258g/kW.h,比原机降低45%,PM比排放量为0.265g/kW.h。为满足两气门车用柴油机达到欧Ⅲ排放标准的要求,开发设计了带单向阀的EGR系统。试验结果表明,在1740r/min,100%负荷时,该单向阀EGR系统可以实现的EGR率为14%,并且在进气系统内不需要附加任何类型的节流装置。检测试验表明,采用机械泵+单向阀EGR系统可以使两气门车用柴油机达到欧Ⅲ排放标准的限值要求, NOx比排放量为4.77 g/kW.h, PM比排放量为0.067 g/kW.h。
程昆林[4](2020)在《基于冷源梯级利用的高超声速飞行器联合发电系统性能研究》文中研究说明高超声速飞行器是下一代的可用于快速侦查、远程打击与空间运输的航空/航天器。为了实现推进剂供给、雷达侦测、飞行控制以及激光武器发射,高超声速飞行器需要大功率的电能供应,但常规的机载供电技术却由于种种限制而难以满足要求。针对高超声速飞行器巨大的电能需求与有限的冷源,本文发展了基于冷源梯级利用的联合发电系统方案。为了评估联合发电系统性能,预测系统的工作包线与性能边界,本文开展了如下研究:针对开式发电系统在高超声速飞行器上存在的不足,提出了利用闭式发电系统进行大功率热电转换的概念。通过对比分析认为闭式发电系统更适合应用于加速型高超声速飞行器,其能够在整个飞行包线提供更强的发电能力,但也面临有限冷源的问题,体现在冷源种类少、吸热能力不佳并且可用流量小。有限冷源下燃料流量、有效焓差、系统热效率共同决定闭式系统的功率。开展了有限冷源下闭式布雷顿循环的性能分析,对比不同冷源工质对闭式布雷顿循环性能的影响。结果表明,低温燃料作为闭式循环的冷源更具优势,而常温的碳氢燃料作为冷源时必须进行功率优化。在燃料冷量和系统热效率的共同作用下,对于发电功率存在最佳的冷源温差,并且简单回热构型比再压缩构型在系统组成和功率输出(219.6 k J/kg vs.192.5 k J/kg)上更具优势,但闭式布雷顿循环对冷源的利用程度较低。以半导体温差发电技术作为有限冷源下闭式循环发电系统的性能提升手段,发展了考虑冷热源流动方向温度变化的多级半导体温差发电器建模方法,分析了主要的性能影响因素并对级数进行了优化。结果表明,几何系数和加热通道入口温度对系统性能影响显着。相比于单级半导体温差发电器,多级结构在功率密度和热电转换率最高能够实现79.1%和96.5%的提升,且综合考虑发电性能和结构制造难度,级数为3或4最佳。此外,提出了利用液态金属作为第三流体进行闭式发电系统热能供给及发动机壁面冷却的概念,并与基于再生冷却的燃料热能供给模块进行了对比。结果表明,前者能够在保证壁面热防护的前提下获得更佳的热供给能力。以冷源梯级利用为指导思想,提出了闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统方案并开展了性能评估。结果显示,引入半导体温差发电器能够有效提高有限冷源下闭式发电系统的功率,相比于单一闭式布雷顿循环,不考虑加热过程限制时功率提升百分比最高可达53.6%,与发动机耦合后为33.4%。本文为解决高超声速飞行器大功率供电问题提供了新的技术途径,为下一步开展详细论证与工程实践奠定了基础。
任林[5](2012)在《船用大功率中高速柴油机冷却系统数值分析与试验研究》文中研究表明随着强化指标的不断提高,现代船用大功率中高速柴油机的热负荷问题日益突出,相关受热零部件的合理冷却成为保证柴油机安全可靠运行的关键;同时,为满足日益严格的节能减排要求,需要在全工况范围内对冷却系统进行优化设计,合理控制主要系统参数并减少附件耗功,提升柴油机的经济性和排放性能。传统冷却系统的设计以参照设计和经验设计为主,系统主要参数的确定通常以满足额定工况点的冷却要求为依据,普遍存在部分工况时匹配不合理的问题。因此,在柴油机运行全工况范围内对柴油机冷却系统进行整体优化设计,解决高功率密度下柴油机冷却问题是现代柴油机设计的重要内容之一。本文以一台船用大功率船用中速柴油机冷却系统为研究对象开展仿真分析和试验研究,主要工作内容如下:(1)调研国内外大功率船用中高速柴油机冷却系统研究现状,归纳总结发展趋势。(2)建立一维仿真计算模型,开展以获取流阻特性和传热系数为目的的三维CFD仿真分析,进行冷却系统试验并通过试验数据对仿真计算进行验证。(3)利用标定后的一维仿真模型对原机冷却系统主要参数进行影响分析,并提出优化改进方案。(4)开展柴油机按负荷特性和推进特性工作时25%、50%、75%、90%、100%和110%工况的仿真分析,验证改进方案的可行性。通过本文研究,目标是初步建立基于先进数值模拟技术、以预测设计为主并满足工程实际运用要求的船用柴油机冷却系统设计技术。
李晓宁[6](2014)在《柴油机余热回收底循环系统及排气换热器设计与性能优化》文中研究说明以石油资源为能源的内燃机是当前应用最广泛的动力机械,其所消耗的石油占我国石油消耗量的60%以上。然而,以现有的内燃机指标评估,燃油中60%左右的能量没有得到有效的利用,而是以余热的形式排放到大气中,造成了巨大的经济损失和严重的环境污染。为充分利用内燃机的余热能量,本文对柴油机余热回收有机朗肯底循环系统的性能展开研究。为充分了解柴油机各项余热能流特性,建立了柴油机热平衡测试平台,测取了各工况下柴油机余热能流参数,从“量”与“质”两个层面对余热能流进行分析,并通过燃烧反应方程式推导的方法计算得到了排气组分与酸露点温度,为后续研究奠定基础。以高温排气为热源,分别建立了亚临界与跨临界有机朗肯底循环余热回收系统,给出了有机朗肯底循环工质的分类与选择原则。针对亚临界与跨临界循环的特点,分别提出两种循环传热窄点的分析方法。对于常规制冷剂类工质的分析表明:亚临界与跨临界循环的最优工质均为R123,其最高循环热效率分别为18.3%与19.61%。对于高温烷烃类工质性能的研究显示:Cyclohexane作为工质时可获得最佳循环性能,可将柴油机的燃油经济性提高9.3%。对带导热油中间换热的排气余热回收有机朗肯底循环系统进行了理论设计与实验研究。理论设计显示:R123为最优循环工质,最优循环工况下热效率为13.77%。将此工况作为设计工况,建立实验测试平台,初步测试结果显示:在最佳工况下,采用有机朗肯底循环后柴油机热效率提高潜力为3.38%。针对管壳式排气换热器换热效率低、体积大等不足之处,提出四种高性能板翅式排气换热器设计方案。通过与管壳式排气换热器的比较分析表明:板翅式排气换热器传热系数达到管壳式排气换热器的1.5倍以上,而体积不足管壳式排气换热器的7%。在此基础上,为进一步提高板翅式排气换热器性能,采用CFD方法对传统板翅式换热器翅片进行优化,提出了两种高效翅片型式。为充分利用柴油机各项余热能量,建立了二级双回路底循环系统,实现对各项余热能量的梯级利用。研究表明:Toluene作为高温级循环工质时可获得最佳循环性能,二级双回路底循环的最高循环热效率可达24.67%,可使柴油机热效率提高19.37%。
遇超[7](2020)在《基于水冷中冷的装载机双循环冷却系统性能研究》文中指出装载机作为现代工程建设中的主要施工机械,具有施工环境严苛、作业工况复杂和工作时间长的特点,对装载机冷却系统的可靠性和高效性提出了严苛的要求。同时随着环境保护的日趋严格,为满足国家针对装载机等非公路移动机械提出的新排放标准,全面提升装载机冷却系统的性能具有重要的应用价值和理论意义。目前,国内各大装载机厂商对冷却系统的研究与欧美等国还存有一定距离,在产品的稳定性和节能性等方面还有待提高。本文结合“面向节能与安全的集成智能化工程车辆装备研发”课题,以传热学、计算流体力学为理论指导并结合场地试验,对基于水冷中冷的装载机双循环冷却系统相关性能展开以下研究:(1)基于相似理论推导中冷器三维缩比模型,采用CFD技术对中冷器进行数值仿真,根据仿真结果对比空冷中冷器和水冷中冷器的传热及阻力特性,分析了两种中冷器内增压空气的压力损失,研究了中冷器性能对柴油机工作性能的影响,对比两种冷却方式的增压空气迟滞效应,得出水冷中冷器迟滞时间更少响应更迅速,采用水冷中冷器改善了柴油机进气效率,有效提升柴油机工作性能,降低有害物质排放。(2)在分析水冷中冷器的优势后,对水冷中冷器翅片进行优化,采用拉丁超立方抽样和CFD仿真对中冷器不同波纹翅片结构进行仿真,提取仿真结果并基于神经网络算法和多目标遗传优化算法获得最优的中冷器波纹翅片结构,从湍动能角度和场协同理论对比优化波纹翅片的性能,得出优化后的水冷中冷器翅片压降、流速和湍动能等均优于原始翅片。(3)根据水冷中冷器性能优势构建双循环冷却系统,参考装载机各热源的产热特点,构建新型水冷中冷双循环冷却系统以实现冷却液换热能力“共享”,通过仿真对比传统冷却系统和两种双循环冷却系统的差异,对装载机V型铲装作业工况和高速跑工况进行了场地试验,证实双循环冷却系统在体积和有效压力损失方面比传统冷却系统均有不同程度提升,在柴油机油耗方面基于水冷中冷器的双循环冷却系统低于传统冷却系统,节能效果优异。(4)对采用水冷中冷器的双循环冷却系统的装载机动力舱内热分布特点进行了仿真;根据动力舱内部特征,分析了不同冷却系统下动力舱内流场分布特点,指出了冷却空气分布不均匀性对散热器工作性能影响,为风扇叶片构型的优化和动力舱内各散热器的布置提供参考依据。
褚阵豪[8](2020)在《船舶柴油机EGR余热回收优化设计及动态仿真》文中研究指明船舶二冲程柴油机因其热效率高、可靠性高而成为船舶应用最多的动力装置之一。为了降低船舶柴油机氮氧化物(NOx)的排放,废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)系统被主机厂采用。然而采用EGR系统后,由于柴油机缸内燃烧变差和EGR附属设备耗功等原因导致柴油机的燃油经济性变差。为了提高柴油机的燃油经济性,本文开展了再循环烟气余热回收利用研究。本文以6S80ME-C9.5型船舶柴油机EGR系统为研究对象,将EGR系统和余热回收(Waste Heat Recovery,WHR)系统相结合,通过WHR系统回收EGR系统再循环烟气的余热,解决柴油机采用EGR系统所带来的油耗增加的问题。本文主要通过仿真的手段对EGR系统再循环烟气的余热回收问题进行分析。本文首先建立了换热器稳态数学模型、动态数学模型,工质泵、膨胀机的稳态数学模型,之后将这些模型组合形成了余热利用系统稳态仿真数学模型和动态仿真数学模型。结合余热利用系统稳态仿真模型和多目标优化算法(Non-domination Sorting Genetic Algorithm Version 2,NSGA-II)对余热利用系统进行了多目标寻优,并通过余热利用系统动态仿真模型对有机郎肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)系统的动态特性进行了仿真分析。本文的主要工作有:(1)针对现有的换热器稳态仿真模型的优缺点,独立提出了基于滑移边界和有限体积耦合算法的换热器稳态仿真模型,有效的平衡了计算时间和计算精度。推导了基于有限体积法的换热器动态仿真模型。(2)针对现有余热利用系统仿真模型的不通用性,提出了余热利用系统无序求解模型。该模型通过使余热利用系统中能够求解的部件优先求解,暂时不能求解的部件延后求解的思路,使基于该思想建立的余热利用系统仿真模型能够支持任意结构和多层嵌套的余热利用系统。(3)给出了基于滑移边界和有限体积耦合算法的换热器仿真算例,包括亚临界蒸发器的仿真算例和超临界CO2(Super Critical CO2,S-CO2)冷却器的仿真算例。通过将算例的仿真结果与基于滑移边界法的换热器稳态仿真模型和基于有限体积法的换热器稳态仿真模型进行对比分析,得出了本文提出的模型在计算时间和计算精度上的优越性。同时本文也给出了换热器动态仿真模型的算例。(4)以发动机计算应用系统(Computerised Engine Application System,CEAS)程序的计算结果为基础,根据EGR系统各部件之间的关系,计算了EGR系统再循环烟气的参数。对EGR系统再循环烟气进行了简单热力学分析,评价了EGR系统再循环烟气余热回收的必要性。(5)根据6S80ME-C9.5型柴油机EGR系统的结构,提出了WHR系统与EGR系统相结合的两种方式,分别为并联系统和串联系统。分析了两种系统的优缺点,得出了串联系统不仅能够对EGR系统再循环烟气余热进行回收,也能够在EGR系统关闭时对增压空气余热进行回收,不仅占用空间体积小,且阻力损失增加不大的结论。(6)根据6S80ME-C9.5型柴油机EGR系统再循环烟气的参数,设计了五种EGR系统再循环烟气余热利用系统,分别为回热有机郎肯循环(Regeneration Organic Rankine Cycle,RORC)循环系统、S-CO2布雷顿循环系统、双循环RORC耦合余热利用系统、S-CO2和RORC耦合余热利用系统以及S-CO2和ORC耦合余热利用系统,并采用NSGA-II算法以循环总功率和总换热面积为优化目标对该两种余热利用系统进行了多目标寻优分析。结果表明S-CO2和RORC耦合循环系统不仅系统投资低,空间体积占用少,且发电功率损失不大,更加适用于对EGR系统再循环烟气的余热进行回收。在优化分析结果的基础上,通过基于滑移边界和有限体积耦合算法的换热器稳态模型设计了S-CO2和RORC耦合循环系统中相关换热器的几何结构。(7)建立了ORC系统的动态仿真模型,并将其应用在了耦合循环系统中的低温级RORC循环动态特性的仿真中,获取了RORC循环系统的动态特性。结果表明,ORC系统中的蒸发器和冷凝器均具有较大的热惯性,且温度的响应时间远大于压力的响应时间。在ORC系统非稳态的过程中,膨胀机的质量流量会滞后于工质泵的质量流量。
金龙[9](2020)在《β型斯特林自由活塞增压泵设计优化》文中进行了进一步梳理目前对于我国反渗透水淡化工程而言,其所使用的泵类产品多依赖于进口且需要消耗大量电量,增加了水淡化成本。同时此泵类产品有结构复杂、体积大及噪音大等问题。为了解决以上问题,本文提出并设计了一种新型增压泵结构用于反渗透淡化,并对其工作特性进行了分析研究。首先,本文对反渗透淡化原理进行了详细的阐述,了解其中增压泵具体工作环境和原理后,设计新型增压泵结构原理图。此新型结构采用了?型斯特林自由活塞发动机与往复柱塞泵耦合的形式,得到?型斯特林自由活塞增压泵。其次,根据初始设定的额定功率和排水压力等条件对斯特林自由活塞发动机进行设计计算,采用?型自由活塞斯特林作为原型进行结构设计计算得出扫气容积,加热器、回热器、冷却器尺寸以及配气活塞和动力活塞等结构尺寸和参数。利用实用等温模型对斯特林自由活塞增压泵动力系统进行热力学建立,得出动力系统中各腔容积变化、压力变化、输出功和效率等结果,并研究了功率和效率的影响因素。再次,根据Navier–Stokes方程、欧拉方程和伯努利方程对斯特林自由活塞增压泵的输出系统进行数学建模,得出吸排水过程中液体流速、流量、压力、功率和效率等结果,并将结果与额定值进行对比,结果表明各项参数均满足预期值的要求。最后,利用遗传算法对斯特林自由活塞增压泵动力系统进行参数优化,以输出功为优化目标,通过优化温度比、扫气容积比、无益容积比、活塞相位角四个循环参数,结果显示输出功明显增大。为了降低瞬时脉动,通过改变斯特林自由活塞发动机的连接方式,增加泵缸数量,利用结构优化的方法降低脉动。分析结果显示流量脉动大幅减小。
张翔[10](2019)在《基于Aspen Plus的分级增压富氧燃烧系统能耗与水耗分析优化》文中认为富氧燃烧技术作为具有重要应用前景的CO2捕集、封存与利用技术之一,在世界范围内引起了广泛研究。本文选取经济性上更具优势的分级增压富氧燃烧系统基于过程模拟软件Aspen Plus进行建模,从系统的能耗分析、压力评价、集成优化、水耗分析等方面对分级增压富氧燃烧系统进行评价。首先建立分级增压富氧燃烧系统全流程模型,在整体操作压力提升到12.5bar的工况下,系统的毛效率提高到45.83%(HHV)和47.67%(LHV)。此外,采用的空分系统(air separation unit,ASU)和CO2压缩纯化系统(CO2 compression and purification unit,CPU)改善了整体性能。对于脱除SOx和NOx采用的直接接触式冷却塔(direct contact column,DCC)装置,在净化烟气的同时回收大量热量,进一步提高系统效率。因此,分级增压富氧燃烧系统实现了35.71%(HHV)或37.15%(LHV)的净效率,相对于常压富氧燃烧系统提升了7.41%(HHV)和7.51%(LHV)。继而在分级增压富氧燃烧系统模型的基础上,进行系统操作压力对分级增压富氧燃烧系统整体性能影响的灵敏度分析。随着操作压力的增加,在更高的露点情况下烟气中可以回收更多可用的潜在焓。虽然ASU压缩在较高压力下消耗更多能量,但CPU需要较少的辅助能量。系统在12.5bar的工作压力附近可以实现最大效率。此外基于夹点分析和热集成方法分析分级增压富氧燃烧系统10条冷热物流,发现在10℃的最小温差下,全系统最大热量回收值超过240MW,系统净发电效率值增加了0.63%。最后,对分级增压富氧燃烧系统运行水耗与生命周期水耗进行分析。从六个耗水单元的取水量和耗水量分析可以看出,水的使用主要在蒸汽循环冷却部分。从燃料供应、基础设施、系统运行和化学品生产四个方面来评价系统生命周期水耗,分级增压富氧燃烧系统的生命周期取水量为3225.04 L/MWh,生命周期耗水量2165.63 L/MWh。在整个生命周期,系统运行阶段所占的比例最大,按照取水量计算系统运行阶段取水量达到整个生命周期取水量的87.58%。
二、增压空气冷却器合理结构的选择(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、增压空气冷却器合理结构的选择(论文提纲范文)
(1)柴油机二级相继增压系统匹配及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 柴油机增压技术的研究概况 |
1.2.1 相继增压技术国内外的研究现状 |
1.2.2 二级涡轮增压技术国内外的发展现状 |
1.2.3 二级相继增压技术国内外的发展现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第2章 二级相继增压柴油机工作过程物理和数学模型 |
2.1 二级相继增压柴油机物理模型的建立 |
2.2 二级相继增压柴油机数学模型的建立 |
2.2.1 气缸内工质特性计算 |
2.2.2 气缸子系统的基本微分方程 |
2.2.3 进、排气阀流量的计算 |
2.2.4 进、排气子系统的数学模型 |
2.2.5 空气中间冷却器子系统的数学模型 |
2.2.6 涡轮增压器子系统的数学模型 |
2.3 本章小结 |
第3章 柴油机二级相继增压系统增压器的匹配与选型 |
3.1 柴油机和涡轮增压器的匹配要求 |
3.2 二级相继增压系统增压器匹配计算及选型 |
3.2.1 匹配设计点选择 |
3.2.2 高、低压级的压比分配 |
3.2.3 选配低压级增压器 |
3.2.4 选取高压级增压器 |
3.2.5 二级相继增压系统与柴油机的联合特性 |
3.3 本章小结 |
第4章 二级相继增压柴油机工作过程的稳态计算 |
4.1 TBD234V12 柴油机介绍 |
4.2 TBD234V12 柴油机单级相继增压仿真模型的建立 |
4.2.1 TBD234V12 柴油机单级相继增压系统 |
4.2.2 单级相继增压仿真模型的建立 |
4.3 TBD234V12 柴油机二级相继增压模型的建立 |
4.3.1 二级相继增压仿真模型的建立 |
4.3.2 二级相继增压柴油机机械负荷的计算分析 |
4.3.3 二级相继增压柴油机热负荷的计算分析 |
4.3.4 二级相继增压柴油机切换点的确定 |
4.3.5 二级相继增压柴油机与单级相继增压柴油机的性能对比 |
4.4 本章小结 |
第5章 二级相继增压柴油机的瞬态切换过程 |
5.1 二级相继增压瞬态切换过程的计算与分析 |
5.1.1 瞬态切换仿真模型的建立 |
5.1.2 瞬态切换过程中的计算模型 |
5.1.3 柴油机二级相继增压系统切换延时的确定 |
5.1.4 1TC 到 2TC 的切入过程 |
5.1.5 2TC 到 1TC 的切出过程 |
5.2 增压器的转动惯量对瞬态切换过程的影响 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(2)两级增压系统参数选择以及对燃烧过程的影响研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 柴油机发展面临的两大主要问题 |
1.2.1 面临的主要问题之一:能源危机 |
1.2.2 面临的主要问题之二:环境保护 |
1.3 应对措施与技术方案 |
1.3.1 尾气后处理技术方案 |
1.3.2 柴油机低温燃烧技术 |
1.4 不同燃烧模式下的燃烧路径控制 |
1.4.1 燃烧路径控制理论 |
1.4.2 传统柴油机燃烧 |
1.4.3 低温燃烧 |
1.5 增压技术在低温燃烧中的运用 |
1.5.1 增压系统发展现状 |
1.5.2 不同燃烧方案下两级增压系统的控制策略 |
1.5.3 不同两级增压系统对柴油机性能的影响 |
1.6 本课题的研究内容和意义 |
第二章 高效清洁混合燃烧系统总体研究方案 |
2.1 高效清洁混合燃烧系统总体研究方案 |
2.2 混合燃烧系统构建和测试设备 |
2.2.1 燃油供给系统 |
2.2.2 可调式两级增压系统 |
2.2.3 废气再循环系统 |
2.2.4 进气门晚关机构(IVCA) |
2.2.5 电子控制单元设计及开发 |
2.3 发动机燃烧参数采集分析系统 |
2.4 高效清洁柴油燃烧过程的热力学分析方法 |
2.5 本章小结 |
第三章 两级增压系统匹配计算 |
3.1 两级增压系统匹配目标 |
3.2 两级增压系统主要参数估算 |
3.2.1 估算模型中关键参数对两级增压器匹配的影响 |
3.2.2 两级增压器增压比分配原则 |
3.2.3 两级增压器膨胀比分配原则 |
3.3 外特性点匹配计算结果 |
3.3.1 增压器关键参数计算 |
3.3.2 两级涡轮几何当量流通截面的计算 |
3.4 两级增压器选型 |
3.5 混合燃烧系统计算模型 |
3.5.1 混合燃烧系统模型构建思路 |
3.5.2 气缸内热力过程数学模型 |
3.5.3 进排气系统内的热力过程 |
3.5.4 增压中冷子模型的热力过程 |
3.5.5 EGR 系统子模型 |
3.6 柴油机控制参数对两级增压器和热效率的影响 |
3.7 试验验证 |
3.8 本章小结 |
第四章 增压系统与 IVCA 机构的优化匹配对燃烧过程的影响 |
4.1 匹配两级增压系统时对 IVCA 机构控制策略的考虑 |
4.2 IVCA 机构的开闭状态对排放和有效热效率的影响 |
4.2.1 在各转速中等负荷时,IVCA 机构开闭对柴油机排放和热效率的影响 |
4.2.2 在相同转速不同负荷时,IVCA 机构的开闭对柴油机排放和热效率的影响121 |
4.3 进排气系统能量平衡分析 |
4.3.1 模型分析参数定义 |
4.3.2 在不同转速中等负荷,IVCA 机构开闭对进排气系统能量分布影响 |
4.3.3 在相同转速不同负荷,IVCA 机构开闭对进排气系统能量分布影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 旁通阀与增压系统的优化匹配对燃烧过程的影响 |
5.1 柴油机高转速工况,喷油定时和喷油量的优化 |
5.1.1 柴油机高转速工况,主喷定时优化 |
5.1.2 柴油机高转速工况,后喷定时优化 |
5.1.3 柴油机高转速工况,主后喷油量比例优化 |
5.2 柴油机高转速工况,增压压力优化调节 |
5.2.1 涡端放气对两级增压系统运行区域的影响 |
5.2.2 涡端放气对柴油机高速工况排放和热效率的影响 |
5.2.3 涡端和压端联合放气对柴油机高速工况排放和热效率的影响 |
5.2.4 涡端放气与压端放气对柴油机高速工况排放和热效率影响对比 |
5.3 进排气系统能量平衡分析 |
5.3.1 柴油机在高速工况,涡端和压端放气对进排气系统能量分布影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 不同 EGR 系统与增压系统的优化匹配 |
6.1 在低速中等负荷工况,对比两种 EGR 系统对燃烧过程的影响 |
6.1.1 在低速中等负荷,对比两种 EGR 系统对两级增压系统运行区域的影响 |
6.1.2 在低速中等负荷,对比两种 EGR 系统对排放和热效率的影响 |
6.2 在中速中等负荷工况,对比两种 EGR 系统对燃烧过程的影响 |
6.2.1 在中速中等负荷,对比两种 EGR 系统对两级增压系统运行区域的影响 |
6.2.2 在中速中等负荷,对比两种 EGR 系统对排放和热效率的影响 |
6.3 在高速中等负荷工况,对比两种 EGR 系统对燃烧过程的影响 |
6.3.1 在高速中等负荷,对比两种 EGR 系统对两级增压系统运行区域的影响 |
6.3.2 在高速中等负荷,对比两种 EGR 系统对排放和热效率的影响 |
6.4 进排气系统能量平衡分析 |
6.4.1 在不同转速中等负荷,对比两种 EGR 对进排气系统能量分布影响 |
6.5 本章小结 |
第七章 全文总结与展望 |
课题展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(3)基于EGR和低温燃烧概念的柴油机燃烧过程研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 柴油机排放法规日益严格 |
1.2.1 道路车辆柴油机排放法规 |
1.2.2 非道路柴油机排放法规 |
1.3 柴油机排放控制技术发展现状 |
1.3.1 柴油机排放控制前处理技术 |
1.3.2 柴油机排放控制缸内净化技术 |
1.3.3 柴油机排放控制后处理技术 |
1.4 柴油机废气再循环技术 |
1.4.1 柴油机 EGR 技术发展概况 |
1.4.2 几种典型的 EGR 系统 |
1.4.3 EGR 技术对柴油机性能的影响 |
1.4.4 EGR 对柴油机新燃烧方式的影响 |
1.4.5 柴油机上应用 EGR 的优越性和必要性 |
1.4.6 采用 EGR 技术需要注意和解决的问题 |
1.4.7 EGR 技术发展趋势 |
1.5 柴油机排放控制技术的选择 |
1.5.1 达到国Ⅲ(欧Ⅲ)排放标准的关键技术 |
1.5.2 达到国Ⅳ/Ⅴ(欧Ⅳ/Ⅴ)排放标准的关键技术 |
1.5.3 达到欧Ⅵ排放标准关键技术展望 |
1.6 非道路柴油机排放控制技术 |
1.6.1 满足 Tier 3 排放标准主要技术手段 |
1.6.2 满足 Tier 4 排放标准主要技术手段 |
1.7 柴油机新燃烧概念 |
1.7.1 柴油机新燃烧概念分类 |
1.7.2 柴油机新燃烧方式的研究现状 |
1.7.3 新燃烧方式柴油机产业化技术趋势 |
1.8 开发满足低排放法规两气门机械泵柴油机的必要性及可行性 |
1.8.1 开发满足低排放法规两气门柴油机的必要性 |
1.8.2 开发满足低排放法规两气门柴油机的可行性 |
1.9 课题研究的意义及内容 |
第二章 研究开发的总体方案、试验方法和模拟计算方法 |
2.1 研究思路及技术路线 |
2.2 试验台架系统及试验设备 |
2.3 直喷柴油机多维数值模拟计算基础及计算模型 |
2.3.1 引言 |
2.3.2 气相湍流流动模型 |
2.3.3 柴油机喷雾子模型 |
2.3.4 柴油机燃烧子模型 |
2.3.5 NO_x 生成模型 |
2.3.6 微粒生成和氧化模型 |
2.4 直喷式柴油机多维数值模拟计算模型的标定 |
2.4.1 几何模型 |
2.4.2 网格划分 |
2.4.3 计算初始参数的确定 |
2.4.4 计算模型的建立 |
2.4.5 计算模型的标定 |
2.5 本章小结 |
第三章 利用EGR 实现低温燃烧机理的研究 |
3.1 低温燃烧理论分析 |
3.1.1 Φ-T 图上的低温燃烧概念 |
3.1.2 低温燃烧特征分析 |
3.1.3 降低NOX 和soot 排放实现低温燃烧的途径 |
3.2 低温燃烧技术在降低产品柴油机排放中的应用 |
3.2.1 燃烧概念、排放控制措施和EGR 系统 |
3.2.2 EGR 策略 |
3.2.3 燃烧过程相关参数的定义 |
3.3 进气压力不变时EGR 对燃烧过程和排放的影响 |
3.3.1 EGR 对燃烧过程的影响 |
3.3.2 EGR 对排放的影响 |
3.3.3 EGR 率对燃油消耗率的影响 |
3.4 EGR 率相同时燃空当量比对燃烧过程的影响 |
3.5 产品发动机实际运行状态的模拟计算分析 |
3.5.1 EGR 气体温度对燃烧的影响 |
3.5.2 将低温燃烧的工作范围扩展到较大负荷 |
3.6 本章小结 |
第四章 与EGR 匹配的柴油机燃烧室的开发研究 |
4.1 直喷柴油机燃烧室优化的必要性及发展概况 |
4.2 燃烧室的开发目标及参数定义 |
4.3 两气门柴油机燃烧室的设计要点 |
4.3.1 燃烧室的形状选择 |
4.3.2 燃烧室设计的构想 |
4.3.3 燃烧室的设计 |
4.4 燃烧室形状对燃烧及排放影响的数值模拟研究 |
4.4.1 燃烧室计算网格的划分 |
4.4.2 计算参数 |
4.4.3 计算结果及分析 |
4.4.3.1 燃烧室形状对混合气形成的影响 |
4.4.3.2 燃烧室形状对缸内温度和排放的影响 |
4.4.4 试验结果及分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 增压柴油机EGR 系统结构设计 |
5.1 EGR 降低柴油机NOx 排放的机理 |
5.2 增压柴油机应用EGR 技术的难点 |
5.3 增压柴油机EGR 系统结构分析 |
5.3.1 增压柴油机EGR 系统结构方案 |
5.3.2 带文丘里混合器的EGR 系统 |
5.4 EGR 系统的控制 |
5.4.1 EGR 率控制原则 |
5.4.2 EGR 控制方式 |
5.5 EGR 阀种类选取 |
5.5.1 EGR 阀的种类 |
5.5.2 EGR 阀的布置 |
5.6 EGR 冷却系统的种类和选取 |
5.6.1 EGR 冷却的作用 |
5.6.2 EGR 冷却方式 |
5.6.3 EGR 冷却器的要求 |
5.6.4 EGR 冷却器的结构及材料 |
5.7 EGR 混合器的设计 |
5.7.1 EGR 气体引入进气系统的方式 |
5.7.2 EGR 的均匀度 |
5.7.3 EGR 文丘里混合器的设计原则 |
5.7.4 EGR 文丘里混合器几何尺寸的确定 |
5.8 本章小结 |
第六章 采用EGR 技术满足低排放法规的试验研究 |
6.1 并联式文丘里混合器EGR 系统试验结果及分析 |
6.1.1 发电用柴油机满足美国Tier 3 排放法规的排放控制策略 |
6.1.2 并联式文丘里混合器EGR 系统流动特性 |
6.1.3 EGR 对进气量的影响 |
6.1.4 EGR 率对燃油消耗率和排放的影响 |
6.1.5 满足Tire 3 排放标准的试验研究 |
6.2 串联式文丘里混合器EGR 系统试验结果及分析 |
6.2.1 工程机械用柴油机满足美国Tier 3 排放法规的控制策略 |
6.2.2 满足Tire 3 排放标准工程机械用柴油机的开发 |
6.3 单向阀EGR 系统试验结果及分析 |
6.3.1 满足欧Ⅲ排放法规的控制措施 |
6.3.2 NOx 排放的控制策略、进排气压力特点和最高EGR 率 |
6.3.3 喷油提前角对排放的影响 |
6.3.4 泵、嘴端压力对排放的影响 |
6.4 本章小结 |
第七章 全文总结 |
7.1 全文总结 |
7.2 论文创新点 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(4)基于冷源梯级利用的高超声速飞行器联合发电系统性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源与背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高超声速冲压发动机研究现状 |
1.2.2 高超声速飞行器机载发电技术研究现状 |
1.2.3 闭式布雷顿循环发电系统研究现状 |
1.2.4 半导体温差发电技术研究现状 |
1.3 高超声速飞行器大功率发电面临的主要问题 |
1.3.1 高马赫数下现有机载发电技术的应用局限 |
1.3.2 机载闭式发电系统可用冷源有限 |
1.3.3 大温差下半导体温差发电器热电转换率过低 |
1.4 本文的研究内容及章节安排 |
第2章 机载闭式发电系统性能潜力及有限冷源特性分析 |
2.1 引言 |
2.2 机载闭式与开式发电系统性能对比分析 |
2.2.1 冲压空气涡轮发电系统模型 |
2.2.2 燃料裂解气涡轮发电系统模型 |
2.2.3 理想闭式循环发电系统模型 |
2.2.4 不同发电系统性能及工作特性对比 |
2.3 机载闭式发电系统有限冷源特征分析 |
2.4 有限冷源下闭式循环发电系统功率影响因素分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 有限冷源闭式布雷顿循环发电系统性能分析 |
3.1 引言 |
3.2 闭式布雷顿循环发电系统模型研究 |
3.2.1 简单回热循环构型模型 |
3.2.2 再压缩循环构型模型 |
3.3 冷源工质对闭式布雷顿循环性能影响研究 |
3.3.1 简单回热循环构型输入参数 |
3.3.2 热效率影响因素分析及优化研究 |
3.3.3 基于遗传算法的最小冷源需求优化研究 |
3.3.4 不同冷源冷却器温度分布对比 |
3.3.5 不同冷源下闭式布雷顿循环电功分数对比 |
3.4 有限冷源下闭式布雷顿循环功率优化研究 |
3.4.1 计算条件与模型验证 |
3.4.2 冷却器夹点温差分布 |
3.4.3 恒定冷源温差下功率优化研究 |
3.4.4 功率随冷源温差变化规律 |
3.4.5 CBC冷源利用不足分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 大温差下多级半导体温差发电系统性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 沿程温度变化的多级半导体温差发电器建模方法研究 |
4.2.1 半导体温差发电器原理与结构 |
4.2.2 热电模块及材料 |
4.2.3 冷却与加热通道准一维模型 |
4.2.4 系统性能参数 |
4.2.5 计算流程与输入参数 |
4.3 大温差下多级半导体温差发电器性能影响因素分析 |
4.3.1 陶瓷隔片热阻对发电性能影响分析 |
4.3.2 几何参数对发电性能影响分析 |
4.3.3 加热通道入口温度影响分析 |
4.4 大温差下半导体温差发电器最佳级数研究 |
4.4.1 相同级高度下性能优化与对比研究 |
4.4.2 相同总高度下性能优化与对比研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于冷源梯级利用的联合发电系统性能评估 |
5.1 引言 |
5.2 燃料与液态金属热能供给模块性能对比 |
5.2.1 燃料与液态金属热能供给模块模型 |
5.2.2 液态金属壁面通道入口温度影响分析 |
5.2.3 燃烧室壁面温度分布对比 |
5.2.4 热能供给性能对比 |
5.2.5 闭式发电系统效率影响分析 |
5.3 闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统性能评估 |
5.3.1 CBC-TEG联合发电系统简介 |
5.3.2 碳氢燃料为冷源的联合发电系统模型 |
5.3.3 冷源最高温度影响分析 |
5.4 发动机耦合下的联合发电系统性能预测 |
5.4.1 联合发电系统与发动机耦合模型 |
5.4.2 燃油当量比影响分析 |
5.4.3 联合发电系统工作包线与性能边界 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)船用大功率中高速柴油机冷却系统数值分析与试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1 引言 |
2 船用大功率中高速柴油机冷却系统概述 |
2.1 船用大功率中高速柴油机冷却系统的发展 |
2.1.1 开式冷却系统 |
2.1.2 半封闭式冷却系统 |
2.1.3 中央冷却系统 |
2.2 船用大功率中高速柴油机冷却系统的组成 |
2.2.1 水泵 |
2.2.2 调节阀类 |
2.2.3 换热器 |
2.2.4 冷却水管路 |
2.2.5 膨胀水箱 |
2.2.6 测量仪表和保护装置 |
2.3 典型的船用大功率中高速柴油机冷却系统 |
2.3.1 单回路冷却系统 |
2.3.2 双回路冷却系统 |
2.4 船用大功率中高速柴油机冷却系统主特征参数 |
2.4.1 冷却水带走热量 |
2.4.2 冷却水温度 |
2.4.3 冷却水泵主特征参数估算 |
2.4.4 冷却系统阻力 |
2.4.5 冷却系统管路直径估算 |
3 船用大功率中高速柴油机冷却系统研究现状及发展趋势 |
3.1 整机热平衡研究 |
3.2 低工况进气加热 |
3.3 冷却水余热利用 |
3.4 冷却水温度控制 |
3.4.1 提高冷却系统温度设定点 |
3.4.2 降低冷却系统温度设定点 |
4 冷却系统数值模拟技术研究现状及发展趋势 |
4.1 国外研究现状 |
4.1.1 系统级仿真技术 |
4.1.2 复杂流域 CFD 计算技术 |
4.2 国内研究现状 |
4.2.1 系统级仿真技术 |
4.2.2 复杂流域 CFD 计算技术 |
5 选题背景 |
6 主要研究内容 |
第二章 冷却系统工作过程仿真计算理论基础 |
1 一维仿真计算(Flomaster)理论基础 |
1.1 Flowmaster 软件简介 |
1.1.1 单相流(Single Phase) |
1.1.2 流体做功(Fluid Power) |
1.2 理论基础 |
1.2.1 流动阻力方程 |
1.2.2 质量守恒方程 |
1.2.3 压力损失方程 |
1.2.4 换热方程 |
1.3 冷却系统主要部件计算模型 |
1.3.1 水泵 |
1.3.2 柴油机 |
1.3.3 温度调节阀 |
1.3.4 中冷器 |
1.3.5 淡水冷却器 |
1.3.6 滑油冷却器 |
2 三维 CFD 仿真计算理论基础 |
2.1 流体动力学控制方程 |
2.1.1 质量守恒方程 |
2.1.2 动量守恒方程 |
2.1.3 能量守恒方程 |
2.1.4 控制方程通用形式 |
2.1.5 湍流模型方程 |
2.2 控制方程离散化 |
2.3 离散方程的求解方法 |
第三章 冷却系统一维仿真计算 |
1 柴油机及冷却系统介绍 |
2 仿真建模 |
3 边界条件 |
3.1 边界条件的处理方法 |
3.1.1 水泵特性参数 |
3.1.2 流阻特性参数和曲线 |
3.1.3 换热特性参数 |
3.2 主要边界条件 |
3.2.1 高、低温淡水泵参数 |
3.2.2 海水泵参数 |
3.2.3 柴油机参数 |
3.2.4 中冷器参数 |
3.2.5 滑油冷却器参数 |
3.2.6 高温淡水冷却器参数 |
3.2.7 低温淡水冷却器参数 |
3.2.8 温度调节阀参数 |
4 仿真计算可信度分析 |
5 原机额定工况下冷却系统性能分析 |
5.1 流量分布 |
5.2 压力分布 |
5.3 温度分布 |
5.4 整机热平衡分析 |
5.5 各泵性能参数计算结果及分析 |
6 本章小结 |
第四章 单缸水腔三维 CFD 计算 |
1 计算域几何建模 |
2 划分网格 |
2.1 网格划分的基本原则 |
2.2 划分水腔计算域网格 |
3 计算边界条件 |
3.1 边界条件 |
3.2 设置数值解法 |
3.3 设置离散格式 |
3.4 设置欠松弛因子 |
4 计算结果及分析 |
4.1 冷却水腔的压力损失 |
4.2 冷却水腔的流动分析 |
4.3 冷却水腔的传热分析 |
5 本章小结 |
第五章 冷却系统及整机热平衡试验研究 |
1 试验目的 |
2 试验平台及仪器设备 |
2.1 试验平台 |
2.2 试验仪器设备 |
3 试验结果及分析 |
3.1 温度参数分析 |
3.2 系统压力损失分析 |
3.3 整机热平衡分析 |
4 本章小结 |
第六章 冷却系统主要参数影响分析及优化 |
1 冷却系统的流阻特性分析 |
2 高、低温淡水泵参数对冷却系统性能影响及优化 |
2.1 高温淡水泵参数影响分析及优化 |
2.1.1 高温淡水流量对系统性能的影响及优化 |
2.1.2 高温淡水泵压头优化 |
2.2 低温淡水泵参数影响分析及优化 |
2.2.1 低温淡水流量对系统性能的影响及优化 |
2.2.2 低温淡水泵压头优化 |
3 海水回路参数对冷却系统性能的影响分析及优化 |
3.1 海水泵技术参数影响及优化 |
3.2 海水温度的影响分析 |
4 冷却器换热效率对冷却系统性能的影响分析 |
4.1 中冷器换热效率的影响分析 |
4.2 淡水冷却器换热效率的影响分析 |
5 额定工况下冷却系统优化分析 |
6 全工况下冷却系统性能分析 |
6.1 负荷特性 |
6.1.1 机带淡水泵主要参数对比及分析 |
6.1.2 主要温度参数前后对比 |
6.2 推进特性 |
6.2.1 机带淡水泵主要参数对比及分析 |
6.2.2 主要温度参数前后对比 |
7 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
1 结论 |
2 今后工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
学术论文和科研成果目录 |
(6)柴油机余热回收底循环系统及排气换热器设计与性能优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 本文研究的目的与意义 |
1.1.1 内燃机效率的提升空间 |
1.1.2 内燃机余热回收的意义 |
1.2 内燃机排气余热回收技术研究现状 |
1.2.1 余压能回收技术 |
1.2.2 热电转化技术 |
1.2.3 底循环技术 |
1.2.4 各排气利用方式特点分析 |
1.3 内燃机朗肯底循环余热回收技术研究现状 |
1.3.1 单级朗肯循环余热回收技术 |
1.3.2 二级朗肯循环余热回收技术 |
1.3.3 有机朗肯循环工质研究现状 |
1.3.4 排气换热器研究现状 |
1.3.5 研究中存在的主要问题 |
1.4 本文研究的主要内容 |
第二章 柴油机余热能流特性分析 |
2.1 柴油机余热能流测试基本理论 |
2.1.1 柴油机余热能流热平衡系统 |
2.1.2 柴油机余热能流热平衡计算 |
2.2 柴油机余热能流测试平台 |
2.2.1 柴油机余热能流测试平台搭建 |
2.2.2 柴油机余热能流实验测试 |
2.3 柴油机余热能流特性分析 |
2.3.1 柴油机余热能流热物性 |
2.3.2 柴油机余热能流“量”分析 |
2.3.3 柴油机余热能流“质”分析 |
2.4 柴油机排气余热能流酸露点分析 |
2.4.1 柴油机排气酸露点 |
2.4.2 排气酸露点计算 |
2.4.3 排气酸露点温度的影响因素 |
2.5 本章小结 |
第三章 高温排气余热回收底循环系统理论分析 |
3.1 有机朗肯循环系统建模 |
3.1.1 有机朗肯循环简介 |
3.1.2 基本假设与数学模型 |
3.1.3 基于排气余热回收的亚临界循环系统建模 |
3.1.4 基于排气余热回收的跨临界循环系统建模 |
3.1.5 模型验证 |
3.1.6 换热过程窄点分析方法探索 |
3.2 有机朗肯循环工作介质分析 |
3.2.1 工质的分类 |
3.2.2 工质选择的指导性原则 |
3.3 基于常规制冷剂类工质的性能分析 |
3.3.1 亚临界循环系统性能分析 |
3.3.2 跨临界循环系统性能分析 |
3.4 基于高效烷烃类工质的理论分析 |
3.4.1 烷烃类工质 |
3.4.2 循环边界条件与运行限制 |
3.4.3 烷烃类工质性能分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 柴油机排气余热回收底循环系统设计及初步实验研究 |
4.1 柴油机排气余热回收底循环系统理论分析及方案确定 |
4.1.1 带导热油中间换热的排气余热回收 ORC 系统模型建立 |
4.1.2 循环性能分析 |
4.1.3 系统关键部件设计参数确定 |
4.2 带导热油中间换热的 ORC 底循环系统搭建 |
4.3 ORC 系统部件选型 |
4.3.1 ORC 环路 |
4.3.2 导热油环路 |
4.3.3 冷却水环路 |
4.3.4 数据测试及采集系统 |
4.4 底循环系统初步实验测试与结果分析 |
4.4.1 实验目的与方案 |
4.4.2 实验操作步骤 |
4.4.3 实验结果分析与讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 高性能板翅式排气换热器设计 |
5.1 高性能排气换热器的选择 |
5.1.1 排气换热器特性要求 |
5.1.2 高性能换热器类型 |
5.1.3 板翅式换热器简介 |
5.2 板翅式换热器设计理论 |
5.2.1 换热器设计流程 |
5.2.2 换热器传热计算基本关系式 |
5.2.3 换热器热计算 |
5.2.4 换热器压力损失计算 |
5.2.5 翅片的选择与性能分析 |
5.3 板翅式排气换热器设计计算分析 |
5.3.1 排气换热器设计方案 |
5.3.2 板翅式换热器换热关联式 |
5.3.3 板翅式排气换热器参数与计算结果 |
5.4 板翅式与管壳式排气换热器性能对比分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 基于 CFD 仿真的板翅式排气换热器翅片设计优化 |
6.1 FLUENT 软件简介 |
6.2 模型建立 |
6.2.1 渐扩式波纹翅片 |
6.2.2 错列式波纹翅片 |
6.3 渐扩式波纹翅片流场分析 |
6.3.1 渐扩式波纹翅片与常规波纹翅片流场对比分析 |
6.3.2 不同结构型式渐扩式翅片流场分析 |
6.3.3 渐扩式翅片流场性能参数分析 |
6.4 错列式波纹翅片流场分析 |
6.4.1 错列式波纹翅片与常规波纹翅片流场对比分析 |
6.4.2 不同结构型式错列式翅片流场分析 |
6.4.3 错列式翅片流场性能参数分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 基于柴油机多余热的底循环回收系统性能优化研究 |
7.1 高-低温双回路二级余热回收系统 |
7.1.1 高-低温双回路系统 |
7.1.2 高-低温双回路系统建模 |
7.1.3 高-低温双回路系统性能分析 |
7.2 高-低压双回路二级余热回收系统 |
7.2.1 高-低压双回路系统 |
7.2.2 高-低压双回路系统建模 |
7.2.3 高-低压双回路系统性能分析 |
7.3 本章小结 |
第八章 结论、创新点及展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 论文的创新之处 |
8.3 后续研究工作展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(7)基于水冷中冷的装载机双循环冷却系统性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 空冷式散热器的研究 |
1.2.2 水冷紧凑式散热器的研究 |
1.2.3 中冷器的研究 |
1.2.4 发动机进气系统的研究 |
1.2.5 冷却系统的研究 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 水冷中冷器和空冷中冷器性能对比研究 |
2.1 中冷器工作原理 |
2.2 中冷器仿真缩比模型 |
2.2.1 流体力学方程组的无量纲化 |
2.2.2 相似性准则 |
2.3 中冷器三维模型建立 |
2.4 中冷器网格划分及边界条件设置 |
2.5 两种中冷器流场分析 |
2.5.1 空冷中冷器流场分析 |
2.5.2 水冷中冷器流场分析 |
2.6 水冷中冷器和空冷中冷器压力损失对比分析 |
2.7 进气状态对柴油机性能的影响 |
2.8 增压空气迟滞效应分析 |
2.9 本章小结 |
第3章 水冷中冷器翅片性能优化 |
3.1 中冷器换热过程分析 |
3.2 边界条件及湍流模型 |
3.3 翅片结构优化模型 |
3.3.1 样本抽样方法 |
3.3.2 近似模型 |
3.3.3 多目标优化模型 |
3.3.4 仿真优化流程 |
3.4 优化结果分析 |
3.5 波纹翅片结构参数的影响 |
3.5.1 翅片结构对传热性能的影响 |
3.5.2 翅片结构对湍动能的影响 |
3.6 场协同分析 |
3.6.1 速度和温度梯度之间的协同角β |
3.6.2 速度和压力梯度之间的协同角θ |
3.6.3 速度梯度和温度梯度之间的协同角γ |
3.7 本章小结 |
第4章 装载机双循环冷却系统实验研究 |
4.1 传统和双循环冷却系统 |
4.2 冷却系统仿真分析 |
4.3 冷却系统场地试验 |
4.3.1 试验目的及试验内容 |
4.3.2 试验方案 |
4.4 冷却系统场地试验结果分析 |
4.5 冷却系统性能对比 |
4.6 本章小结 |
第5章 装载机动力舱流场仿真研究 |
5.1 流体仿真模型 |
5.1.1 湍流模型 |
5.1.2 多孔介质模型 |
5.1.3 阻力系数求解 |
5.2 装载机动力舱模型建立 |
5.3 动力舱瞬态仿真结果分析 |
5.4 动力舱稳态仿真结果分析 |
5.5 本章小节 |
第6章 总结与展望 |
6.1 全文工作总结 |
6.2 本文主要创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(8)船舶柴油机EGR余热回收优化设计及动态仿真(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号及意义 |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的意义 |
1.2 柴油机EGR系统 |
1.3 EGR系统再循环烟气余热回收国内外研究现状 |
1.4 余热利用系统建模国内外研究现状 |
1.4.1 工质泵数学模型 |
1.4.2 膨胀机数学模型 |
1.4.3 换热器稳态数学模型 |
1.4.4 换热器动态数学模型 |
1.4.5 余热利用系统数学模型 |
1.5 余热利用系统多目标寻优国内外研究现状 |
1.6 本文主要内容 |
第2章 余热回收利用部件及系统数学模型 |
2.1 工质热物性参数 |
2.2 工质泵数学模型 |
2.2.1 通用模型 |
2.2.2 离心泵模型 |
2.3 膨胀机数学模型 |
2.3.1 通用模型 |
2.3.2 容积式膨胀机经验模型 |
2.4 换热器数学模型 |
2.4.1 单元数据结构和信息传递 |
2.4.2 换热器模型基本假设 |
2.4.3 基于FVM的换热器稳态模型 |
2.4.4 基于MBM的换热器稳态模型 |
2.4.5 基于MB-FV耦合算法的换热器稳态模型 |
2.4.6 FV网格数对MB-FV耦合算法精度的影响 |
2.4.7 三种换热器稳态模型的对比分析 |
2.4.8 MB-FV耦合算法换热器稳态模型验证 |
2.4.9 基于有限体积法的换热器动态模型 |
2.4.10 带储液罐的冷凝器动态模型 |
2.4.11 换热器动态数学模型控制方程的求解 |
2.5 余热回收利用系统数学模型 |
2.5.1 无序求解器 |
2.5.2 校核模型 |
2.5.3 动态仿真模型 |
2.6 本章小结 |
第3章 换热器稳态和动态性能仿真分析 |
3.1 换热器几何参数 |
3.2 换热器亚临界稳态性能分析 |
3.2.1 流体对流换热系数 |
3.2.2 仿真结果分析 |
3.3 换热器超临界稳态性能分析 |
3.3.1 流体对流换热系数 |
3.3.2 仿真结果分析 |
3.4 换热器动态特性分析及模型校验 |
3.4.1 流体热力学参数 |
3.4.2 流体对流换热系数 |
3.4.3 蒸发器参数 |
3.4.4 工质泵和膨胀机 |
3.4.5 蒸发器动态模型初始值 |
3.4.6 工质泵和膨胀机模型初始值 |
3.4.7 热水入口温度变化时的仿真结果 |
3.4.8 工质泵频率变化时的仿真结果 |
3.5 本章小结 |
第4章 EGR系统再循环烟气余热利用系统优化设计 |
4.1 目标柴油机EGR系统参数 |
4.2 EGR系统再循环烟气和增压空气简单热力学分析 |
4.3 EGR系统再循环烟气余热利用系统设计 |
4.3.1 WHR与 EGR系统组合方案 |
4.3.2 RORC循环余热利用系统 |
4.3.3 CO_2布雷顿循环余热利用系统 |
4.3.4 双循环RORC耦合余热利用系统 |
4.3.5 S-CO_2和RORC耦合余热利用系统 |
4.3.6 S-CO_2和ORC耦合余热利用系统 |
4.4 EGR系统再循环烟气余热利用系统多目标优化分析 |
4.4.1 NSGA-II算法 |
4.4.2 RORC循环余热利用系统优化分析结果 |
4.4.3 S-CO_2布雷顿循环余热利用系统优化分析结果 |
4.4.4 双循环RORC耦合余热利用系统优化分析结果 |
4.4.5 S-CO_2和RORC耦合余热利用系统优化分析结果 |
4.4.6 S-CO_2和ORC耦合余热利用系统优化分析结果 |
4.5 EGR系统再循环烟气余热利用方案对比分析 |
4.6 S-CO_2和RORC耦合余热利用系统换热器设计 |
4.7 本章小结 |
第5章 ORC系统动态特性分析 |
5.1 ORC 系统动态模型验证 |
5.2 系统分析 |
5.3 ORC 系统动态仿真模型初始值 |
5.4 工质泵转速变化时ORC系统的动态特性 |
5.5 工质泵转速变化时 ORC 系统的动态特性 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
附录A ORC实验台换热器实测数据 |
附录B 管内冷凝对流换热系数计算方法 |
附录C 优化模型设计变量分布 |
(9)β型斯特林自由活塞增压泵设计优化(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 斯特林发动机 |
1.2.1 斯特林发动机分类 |
1.2.2 斯特林发动机原理 |
1.2.3 斯特林发动机特点 |
1.2.4 国外斯特林发动机发展背景 |
1.2.5 国内斯特林发展现状 |
1.3 往复泵介绍 |
1.3.1 往复泵发展现状 |
1.3.2 往复泵分类 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 β型斯特林自由活塞增压泵方案设计 |
2.1 斯特林增压泵设计流程 |
2.2 方案设计及选择 |
2.2.1 方案设计及选择 |
2.2.2 斯特林自由活塞发动机初始尺寸计算方法 |
2.3 斯特林发动机参数尺寸选择计算 |
2.3.1 额定参数 |
2.3.2 工质选择 |
2.3.3 比尔数的确定 |
2.3.4 压缩腔容积及动力活塞尺寸计算 |
2.3.5 扫气容积比确定及膨胀腔容积计算 |
2.3.6 活塞相位角及温度比确定 |
2.4 热交换系统 |
2.4.1 总无益容积计算 |
2.4.2 冷却器 |
2.4.3 加热器 |
2.4.4 回热器 |
2.5 本章小结 |
第三章 斯特林增压泵动力系统热力模型建立与分析 |
3.1 斯特林发动机循环分析方法 |
3.1.1 零级分析法 |
3.1.2 一级分析法 |
3.1.3 二级分析法 |
3.1.4 三级分析法 |
3.1.5 四级分析法 |
3.2 斯特林发动机热力学模型 |
3.2.1 分析方法选择 |
3.2.2 热力学模型建立 |
3.3 斯特林发动机内部工作参数分析 |
3.3.1 活塞运动规律 |
3.3.2 膨胀腔、压缩腔和总的容积变化规律 |
3.3.3 工质质量流率和时间比例 |
3.3.4 内部工质压力变化特性 |
3.3.5 输出功和功率 |
3.3.6 温度和压力对功率与效率的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 输出系统数学模型建立与分析 |
4.1 数学模型建立 |
4.1.1 排出过程工作特性 |
4.1.2 吸水过程工作特性 |
4.2 主要结构参数的确定 |
4.2.1 结构参数n、S_(pu)、D_(pu)的确定 |
4.2.2 吸入和排出管内径D_1与D_2选取 |
4.2.3 强度校核 |
4.3 输出系统工作特性分析 |
4.3.1 输出系统柱塞运动分析 |
4.3.2 流量与流速 |
4.3.3 吸、排水时的泵腔压力 |
4.3.4 泵腔内全压力分析 |
4.4 泵机功率与效率计算 |
4.5 本章小结 |
第五章 系统参数及结构优化 |
5.1 遗传算法 |
5.2 循环优化计算 |
5.2.1 个体和种群范围选择 |
5.2.2 策略选择及遗传算子 |
5.3 优化结果 |
5.4 增压泵系统结构优化 |
5.4.1 不同泵缸瞬时流量研究 |
5.4.2 改进后的结构模型 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 未来展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(10)基于Aspen Plus的分级增压富氧燃烧系统能耗与水耗分析优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 增压富氧燃烧研究进展 |
1.3 热力系统过程模拟 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 分级增压富氧燃烧系统过程建模及分析 |
2.1 分级增压富氧燃烧系统模拟方法 |
2.2 流程描述及模型实现 |
2.3 模拟结果及分析 |
2.4 本章小结 |
3 分级增压富氧燃烧系统压力分析与集成优化 |
3.1 系统压力分析 |
3.2 全系统热量集成 |
3.3 本章小结 |
4 分级增压富氧燃烧系统水耗分析 |
4.1 运行水耗分析 |
4.2 基于LCA水耗分析 |
4.3 本章小结 |
5 全文总结及未来展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 未来展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的科研成果 |
四、增压空气冷却器合理结构的选择(论文参考文献)
- [1]柴油机二级相继增压系统匹配及性能研究[D]. 赵东辉. 哈尔滨工程大学, 2013(06)
- [2]两级增压系统参数选择以及对燃烧过程的影响研究[D]. 韩志强. 天津大学, 2013(11)
- [3]基于EGR和低温燃烧概念的柴油机燃烧过程研究[D]. 龚英利. 天津大学, 2009(12)
- [4]基于冷源梯级利用的高超声速飞行器联合发电系统性能研究[D]. 程昆林. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]船用大功率中高速柴油机冷却系统数值分析与试验研究[D]. 任林. 中国舰船研究院, 2012(02)
- [6]柴油机余热回收底循环系统及排气换热器设计与性能优化[D]. 李晓宁. 天津大学, 2014(11)
- [7]基于水冷中冷的装载机双循环冷却系统性能研究[D]. 遇超. 吉林大学, 2020(01)
- [8]船舶柴油机EGR余热回收优化设计及动态仿真[D]. 褚阵豪. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [9]β型斯特林自由活塞增压泵设计优化[D]. 金龙. 天津工业大学, 2020(02)
- [10]基于Aspen Plus的分级增压富氧燃烧系统能耗与水耗分析优化[D]. 张翔. 华中科技大学, 2019(03)