SCR系統(tǒng)噴射、霧化及混合均勻性研究.pdf

1、隨著我國機(jī)動(dòng)車數(shù)量日益增多，其所帶來的空氣污染愈發(fā)嚴(yán)重。柴油車因其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用，但也帶來了亟待解決的難題即其比較高的氮氧化物排放。SCR技術(shù)作為降低柴油機(jī)氮氧化物排放的技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，被認(rèn)為是目前最有效的后處理技術(shù)之一。SCR噴射系統(tǒng)噴霧形態(tài)以及霧化效果直接關(guān)系到還原劑的蒸發(fā)霧化以及與排氣的混合，而催化器載體入口處還原劑的混合均勻性對于NH3的泄露以及催化轉(zhuǎn)化效率影響非常大。
　　本文利用試驗(yàn)和數(shù)值仿真相結(jié)合

2、的研究手段對柴油機(jī)Urea-SCR尿素噴射系統(tǒng)開展了詳細(xì)的研究，主要工作如下:
　　(1)自行設(shè)計(jì)并搭建了Urea-SCR尿素離線噴霧試驗(yàn)臺(tái)，開發(fā)了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，該試驗(yàn)臺(tái)架可以適用于不同的尿素噴射系統(tǒng)。試驗(yàn)臺(tái)中配備了高速照相機(jī)，用來研究噴霧的宏觀參數(shù)，利用激光粒度儀研究了噴霧的微觀粒度分布。
　　(2)利用搭建的尿素噴霧試驗(yàn)臺(tái)開展了Urea-SCR系統(tǒng)噴霧試驗(yàn)研究，對比研究了兩種常見的的噴射系統(tǒng)-非氣助式噴射系統(tǒng)和氣助式噴

3、射系統(tǒng)在不同噴射條件下的噴霧發(fā)展過程及噴霧的粒度特性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，噴射量對非氣助式噴射系統(tǒng)的噴霧錐角影響較小，噴射量對噴霧霧化粒徑同樣影響不大;當(dāng)尿素泵提供的噴射壓力增大時(shí)，噴霧錐角和貫穿距均增大，噴霧的粒徑變小，霧化效果變好。對于氣助式噴射系統(tǒng)，隨著噴射量的增大，噴霧的錐角和貫穿距均增大，同時(shí)噴霧霧化效果變差，小粒徑的液滴數(shù)所占百分比減少;相同噴射條件下，噴孔的數(shù)量對噴霧的錐角和貫穿距影響較大，四孔氣助式噴嘴2相比三孔氣助式噴嘴1,

4、噴霧錐角由25.0°增大到51.2°，而貫穿距由1450mm減小到730mm;噴孔數(shù)量對噴霧粒徑的影響還與噴射量有關(guān)，當(dāng)噴射量小于5500g/h時(shí)，3孔噴嘴噴霧的索特平均直徑小于4孔，霧化優(yōu)于4孔噴嘴;當(dāng)給定噴射量繼續(xù)增大時(shí)，4孔噴嘴的霧化優(yōu)于3孔噴嘴;輔助空氣有利于噴霧的霧化。此外，氣助式噴射系統(tǒng)的噴霧效果顯著優(yōu)于非氣助式噴射系統(tǒng)。
　　(3)結(jié)合數(shù)值仿真手段研究了不同形式的噴射系統(tǒng)在某柴油機(jī)后處理系統(tǒng)中的均勻性分布。利用噴霧試