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机动车燃油蒸发排放特性的研究

作 者: 苗垒
导 师: 刘欣;杜青
学 校: 天津大学
专 业: 动力机械及工程
关键词: 机动车 燃油蒸发 热重分析法 乙醇汽油
分类号: U483
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 49次
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内容摘要


机动车燃油蒸发排放是大气中HC污染物的源泉之一。研究燃油蒸发规律及其影响因素,深入认识燃油蒸发机理和各影响因素对燃油蒸发影响的大小,可以有效地对燃油蒸发进行控制,从而减少车辆燃油蒸发的排放量。为了研究燃油的蒸发规律,使用热重分析仪分别对不同种类燃油、不同加热速率、不同恒温条件、不同油膜厚度以及不同气氛流量等条件下的燃油蒸发规律展开研究。结果表明,燃油温度、燃油油膜厚度以及空气流速对燃油蒸发率的影响较大。此外,不同比例的乙醇汽油蒸发规律也各不相同,这与不同比例乙醇和汽油配比后的调和效应有关。利用FLUENT软件对静态燃油蒸发进行了数值模拟,阐述了燃油蒸发模型的建立流程、控制方程和计算方法等。模拟了静态燃油受热蒸发以及燃油内部温度变化的过程,结果表明初始时汽油蒸发迅速,待轻质组分蒸发完毕后,蒸发趋势开始变缓。就不同的升温速率、壁面温度、油膜厚度和不同的燃料展开对比研究,发现温度、油膜厚度和不同燃料都对蒸发有着不同程度的影响。分析了模拟结果与实验结果存在误差的原因。以摩托车燃油蒸发为研究对象,实验研究了不同影响因素对整车燃油蒸发量的影响规律。研究发现,摩托车的主要蒸发排放源是油箱,影响油箱HC蒸发量的关键因素是油箱燃油的加热速率、加热范围、环境温度、燃油表面积和加油量等。此外,分析对比了摩托车燃用E10乙醇汽油和93#汽油时蒸发量的不同,发现E10乙醇汽油蒸发量要稍大于汽油的蒸发量,但现有的蒸发排放控制系统对E10乙醇汽油依然有效。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 引言  8-10
  1.2 机动车燃油蒸发物来源  10-12
    1.2.1 从时间角度分析  10-11
    1.2.2 从空间角度分析  11-12
  1.3 国内外燃油蒸发研究现状与发展趋势  12-14
    1.3.1 国外研究现状  12-13
    1.3.2 国内研究现状  13-14
  1.4 本课题的研究意义和目的  14-15
  1.5 本课题的主要研究内容  15-16
第二章 燃油蒸发特性的实验研究  16-30
  2.1 热重分析法  16-17
    2.1.1 热重分析法简介  16
    2.1.2 热重分析法与石油产品蒸馏测定法的比较  16-17
  2.2 实验装置  17-18
    2.2.1 热重分析仪  17-18
  2.3 实验环境和实验用油  18-19
  2.4 实验方案  19-20
  2.5 实验结果与分析  20-29
    2.5.1 热重曲线分析  20-21
    2.5.2 不同因素对汽油蒸发特性的影响  21-24
    2.5.3 不同混合比例乙醇汽油的蒸发特性  24-29
  2.6 本章小结  29-30
第三章 燃油蒸发的数值模拟  30-42
  3.1 FLUENT 软件简介  30
  3.2 燃油蒸发数理模型与数值方法  30-33
    3.2.1 混合模型的守恒方程  30-32
    3.2.2 燃油蒸发模型  32-33
  3.3 二维模型与模拟计算模型  33-35
    3.3.1 二维模型  33-34
    3.3.2 模拟计算模型及计算方法  34
    3.3.3 模拟参数对比  34-35
  3.4 燃油蒸发的模拟分析  35-41
    3.4.1 燃油蒸发过程分析  35-37
    3.4.2 燃油蒸发模拟与实验结果对比  37-38
    3.4.3 燃油蒸发参数对比  38-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章 摩托车燃油蒸发影响因素的实验研究  42-57
  4.1 实验设备  42-45
  4.2 实验用油  45-47
  4.3 实验方案  47-48
  4.4 实验结果与讨论  48-55
    4.4.1 油箱内燃油升温速率对摩托车燃油蒸发的影响  48-50
    4.4.2 加热范围对摩托车燃油蒸发的影响  50-51
    4.4.3 环境温度变化对摩托车燃油蒸发的影响  51-53
    4.4.4 加油量不同对摩托车燃油蒸发的影响  53-54
    4.4.5 不同燃料对摩托车燃油蒸发的影响  54-55
  4.5 本章小结  55-57
第五章 总结与展望  57-59
  5.1 总结  57-58
  5.2 展望  58-59
参考文献  59-62
致谢  62

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 其他道路运输工具 > 摩托车、机器脚踏车
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