隨著能源和環(huán)境問(wèn)題得到越來(lái)越廣泛的重視,提高大中型船舶動(dòng)力系統(tǒng)的綜合性能成為熱門研究課題。化學(xué)回?zé)嵫h(huán)是一種先進(jìn)的循環(huán)方式,不僅可以顯著地提高船用燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率和熱效率,還能夠有效降低污染物排放水平。因此,基于現(xiàn)有成熟的簡(jiǎn)單循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī),開展化學(xué)回?zé)嵫h(huán)熱力參數(shù)匹配和改進(jìn)方法研究具有重要的研究意義和價(jià)值。本文采用Matlab/VC/Aspen Plus混合編程和聯(lián)合仿真方法,分別建立了船用燃?xì)廨啓C(jī)化學(xué)回?zé)嵫h(huán)的熱力參數(shù)匹配和變工況性能仿真模型。其中,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行了壓氣機(jī)和渦輪部件特性處理,采用最小吉布斯自由能法進(jìn)行液態(tài)燃料蒸汽重整反應(yīng)分析,采用虛擬溫度方法建立了化學(xué)回?zé)崞鞯刃Ｐ?并且給出了化學(xué)回?zé)崞鳠崃π阅茉u(píng)估準(zhǔn)則。基于上述仿真模型和分析方法,分別進(jìn)行了模型驗(yàn)證、化學(xué)回?zé)嵯到y(tǒng)和化學(xué)回?zé)嵫h(huán)熱力學(xué)性能分析、船用分軸燃機(jī)化學(xué)回?zé)嵫h(huán)熱力參數(shù)匹配和性能提升方案研究,得到了化學(xué)回?zé)嵫h(huán)的輸出功率、熱效率、蒸汽產(chǎn)量、重整氣燃料低熱值和化學(xué)回?zé)崞骰瘜W(xué)吸熱/溫升吸熱比等性能指標(biāo)與溫比和壓比的變化規(guī)律,給出了化學(xué)回?zé)嵫h(huán)性能提升方案。研究表明:(1)當(dāng)采用液態(tài)燃料時(shí),化學(xué)回?zé)崞鞔嬖谂R界溫度,化學(xué)回?zé)嵫h(huán)存在臨界壓比,當(dāng)反應(yīng)溫度大于臨界溫度或壓比大于臨界壓比時(shí),催化重整過(guò)程為放熱反應(yīng);(2)在燃?xì)獬鯗?373~1573K范圍內(nèi),化學(xué)回?zé)嵫h(huán)的最大比功率比簡(jiǎn)單循環(huán)相對(duì)增加約39%,對(duì)應(yīng)的熱效率相對(duì)增加約28%;(3)當(dāng)燃?xì)獬鯗貫?573K,壓比由最佳壓比25.4降低到8.6時(shí),化學(xué)回?zé)嵫h(huán)熱效率僅降低約5%;(4)在保持簡(jiǎn)單循環(huán)燃機(jī)部件特性不變時(shí),化學(xué)回?zé)嵫h(huán)可以將輸出功率由24.7MW提高到34MW,將熱效率由38.6%提高到51.2%;(5)可以通過(guò)采用變幾何渦輪方案來(lái)進(jìn)一步提升化學(xué)回?zé)嵫h(huán)燃機(jī)的設(shè)計(jì)工況和變工況性能。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U664.1
【部分圖文】：

圖 2.2 工質(zhì)物性計(jì)算模型選擇燃?xì)鉄崃π再|(zhì)數(shù)學(xué)模型化學(xué)通式x y z u vC H O N S ，則燃料完全燃燒時(shí)的化學(xué)平衡方2 2- -4 2 4 2x y z u vy z y z C H O N S x v O d x v N 2 2 2 12 4 2 4 y y z y H O vSO x v O d x v --- 空氣的氮氧比，d = 3.77382--- 燃料系數(shù)2-1）可得出任意燃料下的燃?xì)飧鹘M分摩爾成分。其中，熱力性質(zhì)的計(jì)算。各組分氣體的熱力性質(zhì)的統(tǒng)一公式如8iT T kJ kmol

學(xué)回?zé)嵫h(huán)中，催化重整反應(yīng)的產(chǎn)物（重整氣）以及高室中，通過(guò)燃料燃燒的方式將回收的余熱釋放出來(lái)，裂場(chǎng)的組織情況。建立的燃燒室熱力數(shù)學(xué)模型，采用變比熱方法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)質(zhì)量守恒方程和能量守恒方程，計(jì)算各參數(shù)。方程為：g c fG G G方程為：c 2 f f f B g3G h G h G LHV G h----- 燃料焓值，kJ/kg ----- 燃料低熱值，kJ/kg----- 燃?xì)�、空氣和燃料的質(zhì)量流量，kg/s學(xué)模型的計(jì)算流程（見圖 2.5）所示：

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 設(shè)計(jì)點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)點(diǎn)CCCCCCGGGTPGTPGnnnTnTn 11111實(shí)際1(2-25)在式（2-25）中，下腳標(biāo)“實(shí)際”表示在實(shí)際工作過(guò)程中壓氣機(jī)空氣流量、壓比、轉(zhuǎn)速和等熵效率。下腳標(biāo)“設(shè)計(jì)點(diǎn)”表表示壓氣機(jī)設(shè)計(jì)工況參數(shù)值。
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本文編號(hào)：2861883