多形狀多結(jié)構(gòu)參數(shù)三效催化轉(zhuǎn)化器數(shù)值模擬及應(yīng)用研究.pdf

1、三效催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率受發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)中空燃比波動(dòng)的影響。通常，空燃比波動(dòng)能加寬選擇窗口，且空燃比波動(dòng)幅值越大，選擇窗口越寬。20世紀(jì)70年代末認(rèn)為空燃比波動(dòng)可以拓寬選擇窗口，但會(huì)犧牲最高轉(zhuǎn)化效率；到20世紀(jì)80年代中后期，發(fā)現(xiàn)通過(guò)催化劑配方的改進(jìn)可以將動(dòng)態(tài)條件下的最高轉(zhuǎn)化效率維持較高水平。因此，對(duì)三效催化轉(zhuǎn)化器的數(shù)值模擬中應(yīng)加入儲(chǔ)放氧模型。另外，圓柱形載體的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了認(rèn)可，但是，有時(shí)受底盤空間限制，為了便于安裝，也采用橢

2、圓柱形或跑道形這樣的非圓柱形載體。 本文首先以計(jì)算流體力學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，建立了三效催化轉(zhuǎn)化器的三維流動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT來(lái)求解模型。在模型計(jì)算中，對(duì)三個(gè)不同入口擴(kuò)張角的催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行了模擬，得到了三效催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)沿徑向的速度分布圖。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比，兩者吻合良好，為將該模型用于三效催化轉(zhuǎn)化器多維流動(dòng)的模擬及流動(dòng)與反應(yīng)耦合研究打下基礎(chǔ)。 在充分了解儲(chǔ)放氧助催化劑的微觀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了儲(chǔ)

3、放氧反應(yīng)模型，并對(duì)空燃比單階階躍和空燃比漂移條件下的三效催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行了數(shù)值模擬。所得瞬態(tài)CO出口濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)值基本吻合，較穩(wěn)態(tài)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，能更好地反映催化劑上的工作過(guò)程。 在建立催化轉(zhuǎn)化器傳熱傳質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)模型的基礎(chǔ)上，利用FLUENT軟件，對(duì)三效催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，并對(duì)以橢圓形為代表的非圓柱形載體催化轉(zhuǎn)化器，分析了橢圓率、載體長(zhǎng)度與載體截面積耦合、載體孔密度與孔壁厚耦合對(duì)三效催化轉(zhuǎn)化器性能的影響，