Выбор скоростного режима первичных дизельных двигателей гибридных энергетических установок с целью улучшения их экологических характеристик

• Автор: Копеин, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЕЙ ПЕРВИЧНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЛЕЙ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1. Актуальность проблемы улучшения экологических характеристик поршневых двигателей внутреннего сгорания
1.1.1. Экологические проблемы взаимодействия первичных дизелей энергоустановок и окружающей среды
1.1.2. Требования нормативно-технических документов к выбросам токсичных веществ с отработавшими газами первичных дизелей ДЭС

1.2. Методы снижения выбросов токсичных веществ

с отработавшими газами дизелей различных типов

1.2.1. Причины образования токсичных веществ
в цилиндре дизелей
1.2.2. Мероприятия, влияющие на экологические характеристики дизелей
1.3. Анализ особенностей функционирования дизелей в составе энергоустановок с позиции их экологических характеристик
1.3.1. Особенности режимов нагружения дизелей
в составе энергоустановок
1.3.2. Особенности конструктивного исполнения дизелей
в составе гибридных энергоустановок

1.3.3. Особенности функционирования двигатель-генератора совместно с ветроэлектрической установкой (в составе многофункционального энергетического комплекса)
1.4. Выводы. Цель и задачи исследования
2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ДИЗЕЛЕЙ, С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ИХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ В СОСТАВЕ ГИБРИДНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
2.1. Обзор и анализ существующих методов математического моделирования выбросов токсичных веществ с отработавшими газами дизелей
2.1.1. Основные принципы моделирования рабочих
процессов поршневых ДВС
2.1.2. Модели химической кинетики образования токсичных веществ в камере сгорания дизеля
2.1.3. Математические модели физических процессов
в камере сгорания дизеля
2.2. Математическое моделирование выбросов токсичных веществ с отработавшими газами первичных дизелей
с учетом особенностей их функционирования в составе гибридных энергетических установок
2.2.1. Общие положения
2.2.2. Математическая модель состояния рабочего тела
в камере сгорания
2.2.3. Математическая модель химической кинетики образования токсичных веществ в камере сгорания дизеля

2.2.4. Уравнения для оценки ресурса конвертированного первичного дизеля в составе гибридной энергоустановки
2.3. Расчетно-теоретическое исследование влияния скоростного режима первичного двигателя и других факторов на содержание токсичных веществ в отработавших газах
2.3.1. Методика расчетно-теоретического исследования
2.3.2. Результаты расчетно-теоретического исследования
2.4. Выводы и рекомендации по результатам
расчетно-теоретического исследования
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРОСОВ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ ПЕРВИЧНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ГИБРИДНЫХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
3.1. Методика экспериментального исследования
3.1.1. Объект экспериментального исследования
3.1.2. Приборы и оборудование
3.1.3. Методика испытаний
3.2 Экспериментальная оценка влияния скоростного режима на выбросы токсичных веществ с отработавшими газами
3.2.1. Результаты экспериментального исследования выбросов оксидов азота
3.2.2. Результаты экспериментального исследования выбросов оксида углерода и углеводородов
3.2.3. Результаты экспериментального исследования выбросов твердых частиц
3.3. Анализ влияния скоростного режима первичного дизеля энергоустановки на его топливную экономичность
3.4. Выводы и рекомендации по результатам
экспериментального исследования

1) стационарные, 2) переходные, 3) стандартные (предусмотренные НТД на методы испытаний двигатель-генераторов).
Стационарные режимы характеризуются графиком электрической нагрузки. На рис. 1.8 показан характерный суточный график.
Часы
Рис. 1.8. Характерные суточные графики электрической нагрузки энергосистемы (Ре- средняя, Ртах - максимальная нагрузка)
Графики строятся на основании результатов энергоаудита конкретной АСЭС либо по рекомендациям справочной литературы [71]. Средняя величина коэффициента загрузки варьируется от 0,85 (в больших энергосистемах, ДЭС с несколькими двигатель-генераторами) до 0,2 (единичные электроагрегаты). Чем выше коэффициент загрузки, тем ближе режим нагружения к оптимальному с точки зрения экологической эффективности, и наоборот.
Переходные режимы нагружения первичных ДВС энергоустановок отличаются относительно большим временем по сравнению с дизелями других типов и, как было показано выше, не оказывают существенного влияния на характеристики токсичности. Длительность и амплитуда процесса изменения нагрузки зависит от структуры АСЭС (чем больше в энергосистеме независимых потребителей, тем больше длительность и меньше амплитуда). Исходя из вышеизложенного, в рамках настоящей работы переходные режимы не рассматриваются.