FLUENT的LNG发动机用空浴式LNG气化装置研究(4)
时间:2022-10-06 20:29 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
(3)导入 FLUENT 对其气化情况进行分析并确定设计的是否成功。
第二章 气化装置出口天然气温度研究 2。1 出口天然气温度的影响 LNG 经过加热气化成一定温度的气体与空气混合会占据 10%到 15%[4],如 果出口的天然气的温度过高,如果温度不控制,那么天然气就会和空气发生热 交换导致整个混合气的温度遭到影响,合适的天然气的温度能够提升发动机性 能,并且能减少有害物质的排放。 因为天然气占比不能忽略,所以要分两个部分来讨论,一个是天然气的温 度,一个则是空气的。 2。2 影响燃烧的混合气温度 燃烧时,燃烧速度和燃烧温度受到混合气温度的影响,混合气的温度对整 个燃烧的过程都有作用,发动机的工作本质,是空气与燃料混合做功,缸内燃 烧直接被混合气温度作用,从而影响发动机的性能。 2。2。1 燃烧速率 发动机气缸里,平均压力的升高率和燃烧速度有联系,它的升高反应出压 力升高比较强烈,反映发动机工作是否粗暴,它的值比较大,反映出发动机工 作粗暴,振动和噪声都大,不利于有害物质的排放。 在燃烧中,保持其他的条件不发生变化,反应的温度每次升高 10℃,反应 的速度增加三倍左右[5],这两者之间,可以通过一方程来解释它们的关系。
(2-1) 式中 K——反应速率常数(min-1) K0——频率因子常数(min-1) E0——反应活化能(J*mol-1) R——气体常数,(8。314J*mol-1*K-1) T——绝对温度(K) 从分子活化能(图 2。1)和阿累尼乌斯方程还有气体分子动理论可以看出 参加反应的只是活化的分子,要是两个分子发生反应,要克服分子间的斥力做 功,要破坏化学键才能形成新的化合物,这两种都是需要外界能量的,这就是 活化能起到了作用了。 图 2-1 活化能 燃烧的过程中,随着温度的升高,反应物的分子活化能会升高,反应物的 活化分子数目也会随之增多,从而反应速度变快,更全面的燃烧的反应发生。 不过如果发生的地点在气缸中,就会产生不利的影响,产生污染。 2。2。2 燃烧温度 燃烧温度是燃烧反应中一个值得研究的点,要探索燃烧的特性,燃烧温度 也是要重点研究的,发动机工作气缸燃烧时,气缸温度和燃料燃烧的温度相同, 发动机正常工作的性能受到其很大的影响。 气化装置出口的天然气温度直接影响混合气的温度,反应中的活化分子数 目变化很大,外界带入的物理热也会有很大变化,影响缸内燃烧的速度和温度, 影响发动机的工作性能。 2。3 发动机混合气对缸内燃烧的影响 文献综述 2。3。1 混合气温度对性能指标的影响 假设最佳的混合气温度是 Tin,那么混合气温度升高影响工作性能的反应 如下:
表 2-1 混合气温对工作性能的影响 影响量 影响 着火时刻 增加混合气其中的分子内能,反应加剧着火时刻随之提前。 (责任编辑:qin) |