论文摘要
微粒和NOx是柴油机排放的主要污染物，受柴油机本身固有缺陷－“微粒-NOx权衡曲线”（particulate-NOx trade-off curve）限制，同时降低柴油机的微粒和NOx排放难度较大。氢气是公认的内燃机理想能源，柴油机EGR掺氢燃烧不仅可以有效降低微粒和NOx的排放量，而且可以提高经济性。本文在ZS195柴油机上分别进行了EGR、掺氢及EGR掺氢试验研究，在不同转速和负荷下分析比较了不同EGR率和掺氢率对发动机的排放和经济性影响。结果表明：柴油机掺氢燃烧可以不同程度降低微粒和N0x，提高有效热效率。柴油废气重整利用柴油机废气与柴油进行催化重整，产生的重整气（富氢）送入进气管，再与空气混合后进入气缸内燃烧。将柴油废气重整技术用到柴油机中能够有效改善柴油机的性能。论文介绍了柴油废气重整制氢的基本概念和反应机理，以正庚烷代替柴油，利用CHEMKIN软件建立了柴油废气重整反应的化学动力学模型，该模型由气相反应机理和表面反应机理两部分构成，其中气相反应机理部分包含37种组分和58个反应；表面机理部分包含20种组分和47个反应。模拟比较了气体温度、氧碳比、水碳比及空速等因素对重整过程的影响，且与试验结果进行对比，结果表明：模拟值与试验值基本吻合。设计一套柴油废气重整装置，该装置能够满足控制入口气体温度、水碳比、氧碳比的要求，为柴油重整制氢规律奠定实验基础。
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摘要Abstract致谢第一章 绪论1.1 引言1.2 氢在内燃机上的应用和发展1.2.1 纯氢在内燃机上面的应用1.2.2 掺氢在内燃机上面的应用1.3 燃料重整制氢技术1.3.1 蒸汽重整1.3.2 部分氧化重整1.3.3 自热重整1.3.4 等离子体重整1.4 内燃机燃料重整制氢研究现状1.5 论文研究主要内容第二章 S195柴油机EGR掺氢燃烧研究2.1 氢气的特性2.2 实验部分2.2.1 试验台架布置及测试设备2.2.2 废气再循环量和掺氢量的确定2.3 柴油机掺氢试验研究2.3.1 柴油机掺氢燃烧排放性分析2.3.2 柴油机掺氢燃烧经济性分析2.4 柴油机EGR试验研究2.4.1 柴油机EGR排放性分析2.4.2 柴油机EGR经济性分析2.5 柴油机EGR掺氢试验研究2.5.1 柴油机EGR掺氢排放性分析2.5.2 柴油机EGR掺氢经济性分析2.6 本章小结第三章 柴油废气重整化学动力学模拟及比较3.1 CHEMKIN软件基础及化学动力学计算3.2 柴油废气重整机理分析3.3 无催化反应模拟和分析3.3.1 不同温度的影响2O/C）的影响'>3.3.2 不同水碳比（H2O/C）的影响2/C）的影响'>3.3.3 不同氧碳比（O2/C）的影响3.3.4 不同流速的影响3.3.5 反应器不同直径的影响3.3.6 反应器不同长度的影响3.4 催化反应理论基础3.4.1 催化剂与催化原理3.4.2 气固表面催化反应机理和表面反应速度计算3.5 催化反应模拟和分析3.5.1 柴油废气催化重整反应机理3.5.2 不同温度的影响2O/C）的影响'>3.5.3 不同水碳比（H2O/C）的影响2/C）的影响'>3.5.4 不同氧碳比（O2/C）的影响3.5.5 不同空速的影响3.6 无催化重整反应与有催化重整反应模拟结果比较3.7 模拟结果与试验比较3.7.1 实验燃料和装置3.7.2 实验过程3.7.3 结果和讨论3.8 本章小结第四章 柴油废气重整反应装置设计4.1 柴油废气重整装置系统设计4.2 供油和供水装置设计4.3 催化加热装置设计4.4 柴油废气重整初步试验第五章 总结及展望5.1 全文总结5.2 下一步工作展望参考文献攻读硕士学位期间发表的论文
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