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1、第4期2017年8月NO．4Aug．2017車用甲醇裂解器設(shè)計(jì)及其對發(fā)動機(jī)排放性能影響的研究張浩浩。蔣炎坤(華中科技大學(xué)中歐清潔與可再生能源學(xué)院，湖北武漢430074)摘要：甲醇是一種清潔可再生能源，利用發(fā)動機(jī)尾氣余熱提高燃料熱值是一種新型的節(jié)能方式?；诖?xì)鋭恿ο到y(tǒng)，對三種不同結(jié)構(gòu)的甲醇裂解器進(jìn)行數(shù)值模擬，且通過試驗(yàn)選擇研究了安裝螺旋管式甲醇裂解器發(fā)動機(jī)的排放性能。研究結(jié)果表明，螺旋管式甲醇裂解器較直管式和u型管式換熱效果更好，能夠滿足車載甲醇裂解器對熱量的需求。相同負(fù)荷下，隨著甲醇替代比的增加，CO排放濃度呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，HC排放較原機(jī)下降了28．7％
2、，NOx排放增加了16．9％。關(guān)鍵詞：余熱回收；甲醇裂解器；換熱效果；數(shù)值模擬；排放性能中圖分類號：TK402文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1000—6494(2017)04—0058—05OptimizedDesignofMethanolDissociatedDeviceonVehicleandStudyofItsInfluenceonEngineZHANGHaohao，JIANGYankun(China-EUInstituteforCleanandRenewableEnergy，HuazhongUniversityofScience&Technology，Wuhan
3、430074)Abstract：Methanolisrenewableenergy，andenginewasteheatrecyclingisaNewenergysavingway．Inthispaper，threekindsofmethanoldissociateddevicewithdifferentstructuresweresimulatedandtheinflueneeofthestraight—tubeandthespiral—tubemethanoldissociateddeviceontheperformanceoftheengineisanaly
4、zed．Theresultsshowthat：comparedwiththestraight-tubeandU—tubedissociateddevice，thespiral—tubemethanoldissociatedreactorperformsbetteronheattransfer，anditcanperfectlymeettherequirementofthevehicle；Underthe．cameworkingcondition，withthejncreaseofmethanolSHbstitutionratio，COemissionfirstde
5、creasesandthenincreases．HCemissiondecreasesby26．7％．a(chǎn)ndNOxemissionincreasesby16．9％．Keywords：wasteheatrecycling；methanoldissociateddevice；heattransfer；numericalsimulation；emissionsO前言當(dāng)今汽車燃料主要源于石油，而石油資源是不可再生資源，因此尋找發(fā)動機(jī)的替代燃料刻不容緩。甲醇作為一種可再生能源，有其獨(dú)特的優(yōu)勢，而將甲醇裂解以后的產(chǎn)物作為燃料更能克服將甲醇直接作為燃料的缺點(diǎn)?。甲醇裂解燃料發(fā)動
6、機(jī)的基本原理是利用發(fā)動機(jī)的廢氣余熱，并在催化劑的作基金項(xiàng)目：基于醇?xì)浠旌先剂系膭恿︱?qū)動關(guān)鍵技術(shù)研究”；湖北省科學(xué)技術(shù)廳“湖北省重大創(chuàng)新技術(shù)專項(xiàng)”(2016AAA045)作者簡介：張浩浩(1991一)，男，江蘇人，碩士，主要從事發(fā)動機(jī)性能開發(fā)的研究。收稿日期：2017—04—13用下發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化碳和氫氣，其熱值提高約20％左右。此外，甲醇裂解氣發(fā)動機(jī)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：具有較高的熱效率；發(fā)動機(jī)的排放有明顯的改善；甲醇對發(fā)動機(jī)零件的腐蝕、機(jī)油的污染等問題可能得到緩解。1裂解器的計(jì)算模型1．1數(shù)學(xué)模型在常物性和宏觀熱能守恒的假設(shè)下，管殼式換熱器殼程流體流動和傳熱
7、必須滿足以下3個控制方程”1：1．1．1質(zhì)量守恒方程(連續(xù)性方程)瓦ap+百8(pu)+百a(pv)+掣：o(1)at’ax’口vtaZ—U、1’陀唱En機(jī)舶燃乩內(nèi)mOCamen第4期張浩浩，等：車用甲醇裂解器設(shè)計(jì)及其對發(fā)動機(jī)排放性能影響的研究式中，P為流體密度，t為時I司，U，v，W分別是速度矢量U在x，Y，z三個坐標(biāo)方向的分量。1．1．2動量守恒方程(運(yùn)動方程)1a(p廠u)+diV(p“∽=diV(1zgradu)一石ap+鼠(2)刁a(p廠u)+div(pvU)=div(1比gradv)一麗ap+sv(3)巧a(p廠u)+diV(pwU)=diV(肛gra
8、dw)一瓦
