閉式循環(huán)柴油機排氣冷卻吸收系統(tǒng)研究.pdf

1、水下動力裝置選擇閉式循環(huán)柴油機系統(tǒng)作為主動力,主要由于柴油機技術成熟而具有風險小、成本低等優(yōu)點。而其排放氣體的冷卻及CO2處理是非常重要的關鍵技術。
　　 為了提高閉式循環(huán)柴油機系統(tǒng)的整體性能,本文以其排氣冷卻吸收系統(tǒng)為研究對象展開工作。以仿真計算為基礎,自行設計了直接接觸式冷卻器,并得到實驗驗證。對用于排氣CO2吸收系統(tǒng)的錯流型旋轉床壓降及吸收傳質特性進行了實驗研究,針對性能狀況提出結構改進方案,利用計算流體力學軟件理論分析方

2、案的可行性。研究內容如下:
　　 1.利用VOF多相流模型,計算分析壁面散熱和混合氣體不同濃度對冷卻器溫度場的影響,仿真計算排氣經水直接接觸冷卻。實驗測量值低于計算值,實驗得到冷卻效果較為理想,能夠滿足閉式循環(huán)柴油機系統(tǒng)的要求。
　　 2.實驗研究錯流型旋轉床的氣相壓降隨旋轉床轉速和吸收水流量的變化關系;測定旋轉床進出口CO2氣體濃度與旋轉床轉速和吸收水流量的變化關系,計算得出吸收傳質效率值。實驗測得該旋轉床最大吸收傳質

3、效率為12％左右。
　　 3.對旋轉床結構提出改進方案,數(shù)值仿真軸折流旋轉床的單相流場及兩相流場。氣相單相阻力損失約為55Pa,氣流整體上沿“S”形通道在床層內螺旋上升,理論分析得出最有利于傳質的是逆流接觸區(qū)。選擇歐拉多相流模型模擬旋轉床內氣液兩相的流動情況,得到了旋轉床內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分布情況,模擬結果較為合理,能夠真實反應旋轉床內兩相流場的分布情況。
　　 利用計算流體力學軟件