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船舶柴油机NOx比排放计算方法

尹自斌 吴桂涛 孙培廷

尹自斌, 吴桂涛, 孙培廷. 船舶柴油机NOx比排放计算方法[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5(4): 67-71.
引用本文: 尹自斌, 吴桂涛, 孙培廷. 船舶柴油机NOx比排放计算方法[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5(4): 67-71.
YIN Zi-bin, WU Gui-tao, SUN Pei-ting. Calculation method of brake NOx emission from marine diesel engine[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5(4): 67-71.
Citation: YIN Zi-bin, WU Gui-tao, SUN Pei-ting. Calculation method of brake NOx emission from marine diesel engine[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5(4): 67-71.

船舶柴油机NOx比排放计算方法

基金项目: 

国家自然科学基金项目 50276006

详细信息
    作者简介:

    尹自斌(1971-),男,四川开江人,大连海事大学博士研究生,从事船舶柴油机动力学性能研究

  • 中图分类号: U664.121

Calculation method of brake NOx emission from marine diesel engine

More Information
    Author Bio:

    Yin Zi-bin(1971-), male, doctoral student, 86-411-84729799, onlyyinzb@163.com

  • 摘要: 为了提高船舶柴油机排气流量计算精度, 利用柴油机不完全燃烧化学反应方程及元素质量平衡关系, 推导出一种新的排气流量NOx比排放计算方法, 不需要计算CO2的浓度参数, 避免排放量的迭代计算。为适应NOx排放实船测试的特点和要求, 探讨了基于该方法的近似计算方法和排气浓度简化测试方案。新方法比简单碳平衡法排气流量计算精度高1.1%~1.5%, NOx比排放计算精度高0.3%~0.6%, 忽略CO、HC成分浓度所造成的加权NOx比排放误差在0.2%以内。结果分析表明, 忽略排气中CO和HC的实船简化测试方案是可行的, NOx排放实船测试可以采用便携式气体分析仪。

     

  • 图  1  排气质量流量对比

    Figure  1.  Computation result comparison of exhaust gas mass flows

    图  2  NOx比排放对比

    Figure  2.  Computation result comparison of brake NOx emissions

    图  3  误差敏感系数

    Figure  3.  Sensitivity parameters of error

    图  4  排气质量流量对比

    Figure  4.  Comparison of exhaust gas mass flows

    图  5  NOx比排放对比

    Figure  5.  Comparison of brake NOx emissions

    表  1  计算系数取值

    Table  1.   Values of computation coefficients

    气体 u v w
    NOx 0.001587 0.002053 0.002053
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    表  2  燃油成分

    Table  2.   Fuel mass composition

    碳所占的质量份额/% 氢所占的质量份额/% 硫所占的质量份额/%
    86.02 13.80 0.18
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    表  3  原始测量数据

    Table  3.   Original measured data

    工况 1 2 3 4
    柴油机参数
    功率/kW 1082 809 538 269
    转速/(r·min-1) 1000 1000 1000 1000
    燃油流量/(g·s-1) 60.07 45.10 31.81 18.88
    大气参数
    大气压力/kPa 100.73 100.74 100.77 100.77
    大气温度/℃ 25.9 23.0 23.2 22.7
    大气相对湿度/% 45.7 59.4 58.6 58.0
    扫气参数
    冷空气温度/℃ 53.6 52.6 51.5 51.7
    冷空气参考温度/℃ 39.53 38.53 39.15 40.12
    扫气压力(表压)/kPa 291 209 126 54
    排气参数
    NOx的湿体积浓度 8.70×10-4 8.25×10-4 6.99×10-4 5.02×10-4
    CO的干体积浓度 2.50×10-5 2.10×10-5 3.40×10-5 9.70×10-5
    O2的干体积浓度/% 12.52 13.15 13.38 14.02
    HC的湿体积浓度 1.06×10-4 1.16×10-4 2.10×10-4 2.53×10-4
    CO2的干体积浓度/% 6.10 5.69 5.47 5.01
    下载: 导出CSV
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    Wang He-wu, Liu Hao-xue. New measuring method of smoke emission for diesel vehicle[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(4): 43—48. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200204009
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  • 收稿日期:  2005-06-25
  • 刊出日期:  2005-12-25

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