耦合膜分离的新型CO2低温捕集系统性能优化

CO₂捕集作为温室气体排放控制的有效手段已成为重要研究课题。作为新兴捕集技术之一，低温CO₂捕集因产品纯度高、无附加污染等优势受到关注。然而，该技术能耗和捕集率对于气体中CO₂浓度十分敏感，对于高CO₂浓度气体可获得较高的CO₂捕集率和较低能耗水平。基于此，本文提出了耦合膜分离的新型CO₂低温捕集系统，通过膜材料选择渗透性实现待捕集气体CO₂浓度主动调控，并在最优浓度下进行CO₂低温捕集。首先基于不同传统低温捕集系统特点，对比分析了不同耦合系统模式，从而确定了最优耦合系统结构。针对最优耦合系统进行了运行参数优化，并分别基于实现系统捕集能耗最低与捕集率最高的目标，获得了膜渗透侧CO₂浓度与进气CO₂浓度间的关系式，为该耦合系统中膜组件选型提供指导。研究表明，本文提出的耦合系统捕集能耗为1.92MJ/kgCO₂，相比于传统单一低温系统捕集能耗可降低16.5%。     

车辆排气噪声声品质仿真计算方法

采用成对比较法对车辆排气噪声进行主观评价,使用BP神经网络建立车辆排气噪声声音品质预测模型。采用计算流体动力学方法对消声器的声学特性进行仿真计算,得到车辆安装消声器后的排气噪声频谱结构,以心理声学理论为基础计算出该虚拟排气噪声频谱的响度、尖锐度、粗糙度、波动度等客观参数,并将计算结果输入到所建立的声音品质预测模型中得到满意度仿真计算结果。从而形成一套完整的车辆排气噪声声品质仿真计算方法,并将计算结果与实验结果进行对比,证明计算方法的可靠性。     

可变进气道发动机性能试验及分析研究

针对1台单缸电控4气门发动机进行了可变进气的改进设计,使发动机进气道的流量系数、涡流比、滚流比等流动特性,随着不同的运行工况而变化,从而达到优化发动机中低负荷性能的目的。对可变进气发动机进行的台架性能及排放试验结果表明:随着节气门开度从25%上升到75%,发动机功率提高了4.37%~2.56%,扭矩提高了4.21%~2.56%,燃油消耗率降低了4.89%~2.66%。在中低负荷时,可变进气可以优化发动机的动力和经济性能,但随着负荷的增大,改善的幅度减小。同时,可变进气可使HC、CO排放降低4%~9%,而NOx排放有所上升。     

EGR对直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声影响的试验研究

设计了合适的废气再循环(EGR)系统和试验方案,通过测量引入EGR前后影响燃烧噪声的参数,开展EGR对直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声影响的研究.研究结果表明:引入合适的EGR量,可以降低柴油机瞬态工况燃烧噪声,使大部分负荷工况的柴油机瞬态工况辐射噪声降低1dB以上,且对动力性能影响不大.针对试验结果的分析表明:合适的EGR率使得瞬态工况过程的压力升高率降低,压力高频振荡幅值减小,从而引起相应的燃烧噪声的降低.     

高比率冷EGR与进气富氧对柴油机燃烧及排放特性的影响

对普通增压中冷柴油机,采用富氧进气与高比率冷EGR相结合的技术,实现缸内富氧燃烧。未经优化的情况下使用富氧燃烧,NO排放随氧浓度的上升而大幅增加。富氧进气与高比率冷EGR相结合,可以显著降低碳烟的排放并抑制NO的过度增长,同时保证发动机的燃烧热效率和输出功率不降低。将不同浓度的氧气、EGR废气及空气三者充分混合,冷却后引入气缸参与燃烧;调整掺氧浓度和EGR率,考察发动机在各种掺比下的燃烧及排放特性。试验结果表明:在1 600 r/min全负荷工况,进气内通入20%~30%的EGR废气及23%的氧气,可有效抑制NO及碳烟排放,并能保证发动机具有良好的动力性。     

运用波动方程计算内燃机爆震燃烧时的热声耦合性质

分析热声耦合领域和内燃机爆震的研究现状,给出根据KIVA燃烧模型推导出的三维波动方程,将之与KIVA相耦合,对一台内燃机爆震燃烧时的声波进行计算.结果显示,燃烧室内声学波动频率很高,且爆震时其幅值可达数个兆帕.对比实测爆震气缸压力高频信号可知,该波动方程可正确计算爆震时燃烧室内声波.对比高速摄影实验结果.声场计算结果和气体获得声功的分布图可知,声场的振荡比火焰传播更快、更复杂;内燃机燃烧的热声振荡没有特定部位稳定声功的输出或输入.最后,总结了常规热声机和内燃机热声耦合性质的异同.     

车用柴油机排气消声器的改进设计研究

本文采用传递矩阵法,基于MATLAB软件编制程序模拟计算原消声器的插入损失,通过试验证明计算模型的正确性,且结合试验测试YC4W31柴油机排气噪声频谱图得知,欲要匹配的排气消声器在100～500Hz范围内仍有较大噪声,进而通过建立模型对此提出了两种改进方案,通过模拟计算比较表明改进方案2有较好的效果.     

小功率汽油机振动及振动分级

本文通过理论、实验和数据处理,提出了在弹性支承系统中研究小功率内燃机的振功公式,这个公式可以用做小功率内燃机振动分级的基础.     

基于虚拟样机技术轴系扭振特性仿真和试验研究

基于虚拟样机技术对V6柴油机轴系扭振进行了仿真和试验研究。建立了包括柔性曲轴、柔性轴承座在内的轴系混合多体动力学仿真模型,对高速柴油机轴系扭振进行了较深入的分析。在仿真研究的基础上,利用扭振测试装置进行了V6柴油机轴系扭振的测试和分析研究。模拟和试验研究结果表明：V6发动机轴系4.5谐次和7.5谐次扭振较大,轴系扭振仿真研究与试验研究相一致。     

基于拓扑优化和形状优化的低噪声齿轮室罩盖设计

为了降低发动机齿轮室罩盖的噪声辐射,进行了齿轮室罩盖的噪声频谱分析和模态分析,确定了齿轮室罩盖噪声主要频率区域,使用HyperWorks/Optistruct软件,采用拓扑优化和形状优化的方法,对第5阶移频和重量最小为目标进行了优化设计.优化后的齿轮室罩盖重量减轻了0.46 kg,第5阶模态频率被移出了危险区域,其余各阶模态频率均得到了提高.声学模拟计算结果表明:在1 600～1 700 Hz频率区域内,优化后的齿轮室辐射噪声得到明显降低.