汽車尾氣三元催化器數(shù)值模擬.pdf

1、本論文主要研究了三元催化轉(zhuǎn)化器的溫度特性和濃度特性。通過對汽車尾氣系統(tǒng)的尾氣管段和催化轉(zhuǎn)化器建立數(shù)學(xué)模型，對模型進(jìn)行數(shù)值求解，系統(tǒng)的考察了轉(zhuǎn)化器內(nèi)溫度變化趨勢和濃度變化，研究了空速、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣濃度、氫氣、催化器性質(zhì)以及催化劑負(fù)載量及負(fù)載模式對催化器起燃溫度特性和尾氣轉(zhuǎn)化率的影響。另外，根據(jù)汽車尾氣中的三種主要污染物的反應(yīng)機(jī)理，對汽車尾氣催化反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了一定的探討。 本論文介紹了汽車尾氣的產(chǎn)生及對環(huán)境所造成的嚴(yán)重危害，發(fā)達(dá)

2、國家和我國目前的汽車排放法規(guī)，催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)和工作原理，以及三元催化轉(zhuǎn)化器數(shù)學(xué)模型的發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀。對國外目前汽車尾氣的建模作了簡單的分類與比較，總結(jié)出本論文研究的出發(fā)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。 在對汽車尾氣系統(tǒng)進(jìn)行建模時，把尾氣系統(tǒng)分為尾氣管段和催化轉(zhuǎn)化器兩部分。對尾氣管段建立了能量平衡方程式，考慮到初始階段尾氣中含有水汽，在冷壁面上產(chǎn)生一層水膜，因此用由Gnielinski提出的Nusselt數(shù)來求解傳熱系數(shù)。然后對催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行物

3、料衡算和能量衡算，采用Voltz提出的、Oh和Cavendish修正的動力學(xué)速率表達(dá)式，傳熱系數(shù)用Baba等提出的傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式求解。 采用差分法和迭代法對模型進(jìn)行數(shù)值求解后，得出了催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的溫度場和濃度場的分布，考察了空速、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣濃度、氫氣、催化器性質(zhì)以及催化劑負(fù)載量及負(fù)載模式對催化器起燃溫度特性和尾氣轉(zhuǎn)化率的影響。研究結(jié)果表明，為了加快催化劑起燃和提高轉(zhuǎn)化率，空速不宜過大，盡量提高進(jìn)口氣流的溫度，整體式載體不能過