汽车尾气磁流体发电技术研究

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1、分类号：TM153单位代码：10110学号：S20070065中北大学硕士学位论文汽车尾气磁流体发电技术研究硕士研究生王素金指导教师王利教授学科专业机械电子工程2010年4月22日图书分类号TM153密级非密注1UDC621.3硕士学位论文汽车尾气磁流体发电技术研究王素金（作者姓名）指导教师（姓名、职称）王利（教授）申请学位级别工学硕士专业名称机械电子工程论文提交日期2010年4月22日论文答辩日期2010年5月29日学位授予日期________年______月______日论文评阅人___________________________

2、________________________________答辩委员会主席_______________________年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类号中北大学学位论文汽车尾气磁流体发电技术研究摘要磁流体发电是一种高效、低污染的发电技术。相对于其他发电方式，磁流体发电具有结构紧凑、转换效率高的优点，在小功率电源应用领域有不可替代的性能优势。文中提出利用汽车尾气等离子体作为工作源进行磁流体发电的设想。本文首先研究了利用汽油燃气等离子体作为发电工质，添加硝酸钾作为电离种子的小功率磁流体发电机，汽油燃烧生成等离子体的化学平衡

3、组分的计算方法，分析了在不同的温度和压强下，汽油燃烧过程中所添加的硝酸钾种子的电离过程，并进行了数值仿真。其次讨论了汽车尾气的导电性能，通过计算获得了磁流体发电机的输出电性能数据。在此基础上，研究了磁流体发电机的发电通道、电极和磁体主要装置的结构的设计方法，重点设计了磁流体发电通道结构。最后，通过数值模拟研究了等离子体流在横向磁场作用下的特性，本模拟是基于有限容积法的商用软件FLUENT，采用MHD理论将与等离子体流相关的流场和电磁场耦合在一起进行求解，分析了不同磁场强度对等离子特性的影响，以及磁流体发电电性能参数随通道变化关系，最终分析

4、计算得出磁流体发电机输出电功率。并对磁流体发电机输出电功率的影响因素进行了分析，提出了改进方案。本研究为利用废气来发电提供了实际应用价值，也为小功率磁流体发电机的研制提供了理论基础。关键词：磁流体发电，发电通道，等离子体，数值模拟I中北大学学位论文StudyonMHDpowergenerationtechnologyofAutomobileexhaustWANGSu-jin，WANGLiAbstractMHDgeneratoristhegenerationtechnologywithhighefficiencyandlowpollutio

5、n.Comparedwiththeothergenerationofpower,MHDgeneratorhastheadvantagesofcompactstructureandhightransformationefficiency,andplaysanirreplaceableroleinlowpowersupplyapplicationfields.ThetentativeideaproposedinthisdissertationisusingAutomobileExhaustPlasma.Thisdissertationfirs

6、tlyfocusesonthemethodofcalculationchemicalcompositionofcombustiongasplasmainthelowpowerMHDgeneratorwhichisusingGasolinecombustiongasplasmaasworkingsubstanceandusingpotassiumnitrateasseeded;Analyzesionizationprocessofpotassiumnitrateseededindifferenttemperatureandpressurei

7、snumericalsimulation.Then,itisdiscussedconductivityofAutomobileExhaust,andtheoutputelectricalpropertiesdatahasbeenobtainedbasedoncalculation.Onthisbasis,thestructuredesigntechniqueofMHDgeneratormaindevices,includingMHDGenerationChannelasimportantdesign,electrodesandmagnet

8、s,havebeenstudied.Finally,thedissertationstudiesthecharacteristicsofplasmaflowintransversemagnet