本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)Urea-SCR噴射系統(tǒng)仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：作為柴油機(jī)的有害排放物之一,氮氧化物(NOx)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。國(guó)際海事組織(IMO)通過(guò)的《MARPOL73/78公約》附則Ⅵ修正案分三個(gè)階段規(guī)定了船用柴油機(jī)的NOx排放限值,尿素選擇性催化還原(Urea-SCR)技術(shù)成為當(dāng)前實(shí)現(xiàn)第三階段(Tier Ⅲ)標(biāo)準(zhǔn)最有效的技術(shù)。而尿素溶液的分解以及與廢氣的混合程度是影響SCR反應(yīng)的重要因素。本文根據(jù)作者參加HD6105AZLD型柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建和調(diào)試過(guò)程的經(jīng)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的尿素噴射系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究,以期在首層催化劑入口截面獲得良好的速度場(chǎng)和濃度場(chǎng)分布。具體如下：首先,對(duì)尿素噴射和熱解過(guò)程的基本原理進(jìn)行闡述,選取合理的數(shù)學(xué)模型,為三維數(shù)值模擬奠定理論基礎(chǔ)。其次,依托實(shí)驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)有設(shè)備,使用高速攝像機(jī)在大氣環(huán)境下對(duì)不同噴射速率下的尿素霧化過(guò)程進(jìn)行記錄,并和使用FLUENT軟件進(jìn)行三維數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模擬方法和結(jié)果的有效性。再次,使用相同的方法,同時(shí)加上尿素的熱解模型以及熱解產(chǎn)物的水解模型對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)排氣管道內(nèi)的尿素霧化過(guò)程進(jìn)行模擬。以面均勻性指數(shù)作為評(píng)價(jià)目標(biāo)截面的速度場(chǎng)和濃度場(chǎng)分布的指標(biāo)。模擬的結(jié)果顯示,在柴油機(jī)保持75%負(fù)荷且當(dāng)前的結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的前提下,首層催化劑入口截面的速度場(chǎng)和濃度場(chǎng)均勻性均無(wú)法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。最后,使用控制變量法,對(duì)不同噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。即通過(guò)改變噴孔到催化劑的距離、噴嘴孔數(shù)、催化器入口擴(kuò)張段長(zhǎng)度以及添加靜態(tài)混合器和導(dǎo)流板等方法對(duì)排氣管道內(nèi)的尿素霧化、熱解以及熱解產(chǎn)物的水解過(guò)程進(jìn)行三維數(shù)值模擬,從中得到一組最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合,在首層催化劑入口截面處獲得理想的速度場(chǎng)和濃度場(chǎng)分布。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 氮氧化物 尿素選擇性催化還原 噴射系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.121

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 陳鎮(zhèn);胡靜;陸國(guó)棟;趙彥光;周小燕;帥石金;;提高柴油機(jī)尿素SCR系統(tǒng)氮氧化物轉(zhuǎn)化效率的試驗(yàn)研究[J];車用發(fā)動(dòng)機(jī);2010年06期

2 王永富;孟再?gòu)?qiáng);鄧海龍;王洪榮;;SCR系統(tǒng)尿素計(jì)量裝置開(kāi)發(fā)研究[J];汽車工程學(xué)報(bào);2012年02期

3 余皎;王軍;佟德輝;;重型柴油機(jī)SCR系統(tǒng)布置優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置;2010年04期

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本文編號(hào)：1133608