ORVR碳罐结构优化研究

发布时间：2025-03-15 03:07

　　随着我国机动车保有量与日俱增,车辆加油过程中油气排放污染日趋严重,油气挥发到环境中的碳氢化合物使得我国空气中PM2.5及臭氧含量和雾霾等空气质量问题的形势越发严峻。美国就汽车的油气挥发问题强制要求所有汽车必须安装车载油气回收（Onboard Refueling Vapor Recovery,ORVR）系统,该系统已经使用有20余年,数据显示其对挥发油气回收率高达98%。从2016年我国发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（“国六”）与“国五”对比,发现对汽车的油气排放限值越来越严格,而我国关于ORVR技术研究起步晚,因此很有必要对该技术进行研究。本文主要针对ORVR系统中最核心的部件——ORVR碳罐的结构优化设计展开研究。首先,建立U型管固定床和直管固定床装置,采用正丁烷与氮气的混合气替代挥发油气进行吸附实验。根据实验测得的温度、出口正丁烷浓度等数据,进行吸附动力学分析和吸附热值计算,得到活性炭的饱和吸附量、吸附穿透曲线及时间、吸附速率常数和吸附热等吸附性能参数。其次,根据直管固定床的装置尺寸、实验数据和活性炭吸附性能参数,利用Ansys ICEM和Fluent建立...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 ORVR技术概述
        1.2.1 ORVR技术发展历程
        1.2.2 ORVR技术介绍
    1.3 多孔介质吸附机理与传质传热仿真研究现状
        1.3.1 活性炭吸附气体机理研究
        1.3.2 多孔介质材料吸附模拟研究
        1.3.3 传质传热及流场CFD数值模拟研究
    1.4 ORVR技术研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 本选题研究的主要内容及思路
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 研究思路
第二章 活性炭性能参数的相关实验研究
    2.1 U型管固定床吸附实验
        2.1.1 实验材料、仪器及方法
        2.1.2 实验结果与分析
        2.1.3 结论
    2.2 直管固定床吸附实验
        2.2.1 实验材料及方法
        2.2.2 实验结果与分析
        2.2.3 结论
    2.3 本章总结
第三章 直管固定床吸附的数值模拟研究
    3.1 直管固定床模型A——定值源项
        3.1.1 物理模型
        3.1.2 数学模型
        3.1.3 Fluent条件设定
        3.1.4 网格无关性验证
        3.1.5 模拟结果与分析
    3.2 直管固定床模型B——UDF表达源项
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 数学模型
        3.2.3 Fluent条件设定
        3.2.4 网格无关性验证
        3.2.5 模拟结果与分析
    3.3 本章总结
第四章 ORVR碳罐的数值模拟研究
    4.1 ORVR碳罐模型
        4.1.1 物理模型
        4.1.2 数学模型
        4.1.3 条件设定
        4.1.4 网格无关性验证
        4.1.5 模拟结果与分析
    4.2 ORVR碳罐优化腔室体积比
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 条件设定
        4.2.3 模拟结果与分析
    4.3 ORVR碳罐优化口径
        4.3.1 模型建立
        4.3.2 条件设定
        4.3.3 模拟结果与分析
    4.4 本章总结
第五章 ORVR优化碳罐实验研究
    5.1 ORVR碳罐实验
        5.1.1 实验材料及方法
        5.1.2 实验结果与分析
    5.2 实验数据与模拟结果对比分析
    5.3 本章总结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介



本文编号：4035061