废气柴油重整器预混合过程的数值模拟

柴油废气重整是指柴油机废气、水蒸汽和柴油蒸汽在高温低压的环境下,通过催化剂的作用发生重整反应,生成氢气、甲烷和一氧化碳的过程。废气、水蒸汽和柴油蒸汽预混合的好坏直接关系着重整器中的催化反应,影响着氢气、甲烷和一氧化碳的生成量,所以要求混合气进入重整器之前混合要充分且均匀。本文利用FLUENT软件对废气、柴油蒸汽和水蒸汽的预混合过程进行了模拟,通过对六种不同类型的预混合模型模拟并分析,找出最佳的废气柴油重整器预混合模型。     

柴油废气重整的化学反应动力学模拟

柴油废气重整不仅可以利用柴油机废气的热量,而且重整产物(富氢混合气)还能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,该模型包括37种组分和58个反应.论文模拟研究了反应温度和水碳比对柴油废气重整反应的影响.模拟分析结果表明:反应温度和反应物的水碳比(molH2O/molC)对重整反应有较大的影响.     

PtLaCe/Al2O3催化柴油自热重整制氢的研究

在柴油全分析的基础上,自行设计并组建了以带预热段的绝热管式反应器为核心的试验装置,研究了直馏柴油在PtLaCe/Al2O3催化剂上的重整制氢反应行为,并通过热力学分析及流程模拟等方法证实了柴油重整反应在自热状态下进行.     

柴油氧重整及部分氧化重整制氢

以复合氧化物为载体,稀土元素等为催化剂助剂,采用浸渍法制备了铂镧系列催化剂并探索了还原方法;通过柴油氧重整制氢及柴油部分氧化重整制氢试验,研究了催化剂的抗氧化性、活性及稳定性;研究了温度、水碳比、柴油液空速和氧碳比四因素对柴油部分氧化重整制氢的影响;研究了制氢过程的析碳及除碳方法.     

柴油重整制氢催化剂体系的设计与应用

以复合氧化物为载体,以过渡元素和稀土元素为催化剂助剂,利用初湿浸渍法和溶胶凝胶法制备了系列贵金属催化剂;研究了催化剂的还原条件、活性、稳定性及抗析碳性;进行了催化剂的XRD等表征:以氢产率为主要考察指标,研究了各催化剂用于柴油重整制氢的效果;研究了催化剂的析碳及除碳方法.     

基于AMESim的柴油发电机组建模与仿真

利用系统建模与仿真软件AMESim建立了某柴油发电机组的仿真模型,进行了稳态过程和动态过程的仿真,并与试验数据对比,证明所建立的仿真模型具有较高的仿真精度,可以用于研究柴油发电机组在动态工况下的运行特性。     

间接内重整固体氧化物燃料电池的建模与仿真

建立了一维基于催化涂层重整器的间接内重整固体氧化物燃料电池的动态数学模型.在组分和能量守恒的基础上,考虑了电化学模型,建立了基于分布集总参数技术和模块化思想的间接内重整固体氧化物燃料电池的仿真模型.该模＃型不仅能反映燃料电池的分布参数特性,还可以满足动态仿真的需求.利用该模型分析了某一工况下固体氧化物燃料电池的稳态性能,并进行了动态过程的仿真,结果证明该模型可以反映间接内重整固体氧化物燃料电池的基本性能.     

带脉冲负荷柴油发电机组的建模与仿真

利用AMESim软件建立了脉冲负荷柴油发电机组的仿真模型,并对模型进行了调试和修正。利用修正后的模型对机组的稳态和动态工作过程进行了仿真,仿真结果与试验结果吻合较好,说明所建立的仿真模型具有较高的精度,可以用于研究机组在各种工况下的工作特性。     

废气重整再循环船用LNG发动机闭环系统模拟研究

基于GT-Power软件搭建液化天然气（LNG）发动机与重整器闭环运行仿真模型,探究废气重整再循环率（REGR率）及重整器内CH₄与O₂体积分数比n对重整器与发动机性能的影响.结果表明:重整产物中H₂体积分数随REGR率增大而降低,且随着n增加而增大;随着REGR率增大,缸压峰值降低,火焰发展期与燃烧持续期增加,NO_x排放降低,且在10%REGR率左右达IMO TierⅢ排放限值标准;与废气再循环（EGR）模式相比,REGR模式下缸压峰值增加,火焰发展期与燃烧持续期缩短,热效率增加,燃油消耗率（BSFC）下降,HC排放降低.该研究结果可为发动机与重整器匹配运行以实现船用LNG发动机污染物排放控制提供参考.     

增压柴油机进排气过程的模拟计算研究

基于GT-POWER软件建立了包括增压柴油机进气系统、排气系统和排气消声器的工作过程模拟计算模型,通过模拟计算研究了发动机的外特性指标、最高燃烧压力、进排气系统压力波动、消声器端口压力等参数的变化,试验验证表明:所建立模型能够正确预测发动机进排气系统中的压力波。     

柴油机排气加热燃烧器热力特性数值模拟

针对柴油机微粒捕集器的热再生,设计了一套排气加热燃烧器,采用κ-ε湍流双方程模型、PDF燃烧模型对其燃烧过程进行数值模拟.结果表明,配风比例对燃烧过程影响较大,增大一、二次风比例导致点火困难,燃烧不稳定;喷射锥角、喷射压力和喷射位置对燃烧过程的影响次之,存在一个中间优化喷射锥角,当喷射压力达到一定值后,燃烧过程基本保持稳定.在发动机试验台架上对部分模拟结果进行了试验验证,结果表明模拟结果与试验结果基本一致.     

基于零维模型的柴油机建模与仿真

通过对柴油机缸内热力工作过程的分析,建立了柴油机的Matlab/Simulink零维仿真模犁,并将其计算结果与发动机热力性能分析软件AVL Boost的计算结果进行对比,结果表明,该模型对四冲程增压柴油机的仿真计算具有较高的精度,验证了模型的正确性。     

基于CFD的柴油机排气道仿真与优化设计

建立了某柴油机排气道流体域三维模型并进行稳态CFD计算,发现排气道流通性较差;在对排气道内部流场进行分析的基础上,指出了排气道结构上的不足之处,并针对性地进行了改进设计。改进后排气道的仿真结果显示:排气道性能获得了较大提升。     

基于多孔介质燃烧器的氨重整制氢技术分析

目的  氢能具有来源广、热值高、可储存、无污染、零碳排放等优势,已成为一种极具发展潜力的零碳清洁能源。目前,成熟的制氢技术工艺多基于规模化制氢,难以满足部分重要场合对紧凑型便携制氢设备的需求。 方法  为了满足该需求,文章首先对已有规模化制氢工艺的特点、优劣之处及发展趋势进行分析和总结,同时考虑到氨气具有容易液化储存、氢含量高,是氢气的优良载体等优势,进一步提出了采用微小型绝热火焰温度多孔介质燃烧器的氨重整制氢技术思路,并分别从技术可行性、研究方法及研究内容进行了系统分析。 结果  具体基于已有多孔介质燃烧器研究成果,分析了采用多孔介质燃烧器进行氨重整制氢的可行性,在此基础上,对多孔介质燃烧器氨重整制氢的研究方法、研究内容及技术路线进行了总结和展望。 结论  得出针对多孔介质燃烧器的整体结构、微通道、反应载体结构等的优化设计,并开发性能良好、成本低的非贵金属催化剂材料,将是未来氨重整制氢多孔介质燃烧器的主要研究方向。本研究可以为多孔介质燃烧器氨重整制氢技术的发展提供一定理论及技术支撑。     

模拟柴油机排气微粒的试验研究

为了改善柴油机排气微粒袋滤器性能试验的可控性及经济性，本文研制了一种微粒模拟装置，用以模拟柴油机的排气微粒。并采用气溶胶粒度电分析仪、扫描电镜、透射电镜等对模拟微粒影响柴油机微粒袋滤器性能的主要物理特性进行了测试，并与柴油机微粒的相应特性做了对比分析，证明所模拟的微粒具有与柴油机微粒相似的物理特性。因此可用本文研制的微粒模拟装置代替柴油机进行柴油机排气微粒袋滤器的性能试验。     

基于键合图的内燃机工作过程建模研究

内燃机是一个热力系统与机械系统耦合的动力装置,传统建模方式往往局限于对各能域单独列写方程,通过中间变量联立求解;由于热动力分析的复杂性,建模受到了一定限制。为此,研究提出了基于键合图的内燃机建模方法,以统一方式建立了规则化的多能域并存系统模型。从功率变换与守恒的角度,分析了内燃机工作过程中机械功、热传递、质量迁移3种能量作用,建立了气缸C-场的热力键合图模型,以及曲柄连杆机构的机械平动与转动模型。通过分析全过程的键合图模型,导出了系统的状态方程。利用某型柴油机的结构参数进行了动力学仿真,验证了该方法的有效性。