閉式循環(huán)柴油機(jī)排氣冷卻吸收系統(tǒng)研究.pdf

1、水下動(dòng)力裝置選擇閉式循環(huán)柴油機(jī)系統(tǒng)作為主動(dòng)力,主要由于柴油機(jī)技術(shù)成熟而具有風(fēng)險(xiǎn)小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。而其排放氣體的冷卻及CO2處理是非常重要的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 為了提高閉式循環(huán)柴油機(jī)系統(tǒng)的整體性能,本文以其排氣冷卻吸收系統(tǒng)為研究對(duì)象展開工作。以仿真計(jì)算為基礎(chǔ),自行設(shè)計(jì)了直接接觸式冷卻器,并得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)用于排氣CO2吸收系統(tǒng)的錯(cuò)流型旋轉(zhuǎn)床壓降及吸收傳質(zhì)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,針對(duì)性能狀況提出結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,利用計(jì)算流體力學(xué)軟件理論分析方

2、案的可行性。研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.利用VOF多相流模型,計(jì)算分析壁面散熱和混合氣體不同濃度對(duì)冷卻器溫度場(chǎng)的影響,仿真計(jì)算排氣經(jīng)水直接接觸冷卻。實(shí)驗(yàn)測(cè)量值低于計(jì)算值,實(shí)驗(yàn)得到冷卻效果較為理想,能夠滿足閉式循環(huán)柴油機(jī)系統(tǒng)的要求。
　　 2.實(shí)驗(yàn)研究錯(cuò)流型旋轉(zhuǎn)床的氣相壓降隨旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速和吸收水流量的變化關(guān)系;測(cè)定旋轉(zhuǎn)床進(jìn)出口CO2氣體濃度與旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速和吸收水流量的變化關(guān)系,計(jì)算得出吸收傳質(zhì)效率值。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該旋轉(zhuǎn)床最大吸收傳質(zhì)

3、效率為12％左右。
　　 3.對(duì)旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)方案,數(shù)值仿真軸折流旋轉(zhuǎn)床的單相流場(chǎng)及兩相流場(chǎng)。氣相單相阻力損失約為55Pa,氣流整體上沿“S”形通道在床層內(nèi)螺旋上升,理論分析得出最有利于傳質(zhì)的是逆流接觸區(qū)。選擇歐拉多相流模型模擬旋轉(zhuǎn)床內(nèi)氣液兩相的流動(dòng)情況,得到了旋轉(zhuǎn)床內(nèi)不同截面的壓力云圖、速度矢量圖,相含率分布圖等流體力學(xué)分布情況,模擬結(jié)果較為合理,能夠真實(shí)反應(yīng)旋轉(zhuǎn)床內(nèi)兩相流場(chǎng)的分布情況。
　　 利用計(jì)算流體力學(xué)軟件