催化转化器载体对流场及压力损失的影响

利用计算流体动力学(CFD)软件,建立了催化转化器流场的二维模型。对催化转化器的稳态流动进行了数值模拟．在此基础上对不同载体参数催化转化器的流动分布和压力损失进行数值计算,分析了载体长度、长径比和开口率等结构参数与催化转化器流场及压力损失的关系．数值计算表明：载体对气流的阻力能起到使之趋向于均匀分布的作用．     

汽油机歧管式催化转化器流固耦合热应力分析

采用流固耦合的方法计算了某汽油机歧管式催化转化器结构热应力状态与振动特性。首先,计算了歧管式催化转化器结构的内流场和外流场,得到了内外壁面的温度与压力分布;进一步利用有限元的方法计算了歧管式催化转化器结构的热应力状态和振动特性。计算结果表明,歧管式催化转化器结构在入口法兰区域热应力过大,容易产生应力集中,是最容易损坏的区域;另外,排气歧管和催化转化器连接处,与螺栓固定点的距离较大,热变形较大。据此,进行了结构改进,并与原结构进行了相应的分析对比,结果表明改进后的歧管式催化转化器较原结构在最高温度及最大热应力、振动特性等方面均有所改善。     

考虑生物降解情况下填埋场温度的预测

为了探究外界温度对填埋场内部垃圾的降解、温度分布、有机物消耗的影响,在两阶段降解模型基础上建立了考虑温度影响的降解模型.通过计算填埋场中发生的主要的几种生物化学反应的焓变,得到垃圾在各个反应阶段的产热量用来分析填埋场内垃圾的产热规律.通过水解酸化和产甲烷两个阶段来描述填埋场的厌氧降解过程,将降解方程和热传导方程结合得到预测填埋场温度变化和降解规律的模型.分析了不同外界环境温度下,填埋场内部温度、VFA浓度、厌氧微生物浓度和有机质含量的变化规律.研究结果表明,外界温度对填埋场内的最高温度以及最高温度出现的时间有较大的影响;同时外界温度对可降解有机物降解完成所需的时间也有较大的影响,当外界温度为5℃时有机物降解完成所需要的时间是外界温度为20℃时所需时间的2.1倍.浅层垃圾受外界温度波动影响较大,垃圾中有机质的降解比中部慢.     

汽车尾气三元催化转化器的数值模拟

针对三元催化转化器的起燃特性,建立转化器的数学模型。给出化学反应速率方程和传热传质系数。讨论了在起燃阶段转化器内温度的分布和污染物质的转化情况。对催化转化器的优化设计提供参考。     

斜扩张管倾斜角度对催化转化器流动特性的影响

采用计算流体动力学模型,利用三维建模软件(UG)对催化转化器进行三维建模,在Gambit中进行计算区域网格化和边界条件的定义.用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对4种不同入口扩张管倾斜角度的催化转化器的速度场、压力场进行三维稳态流动数值模拟.模拟结果表明:催化器入口扩张管倾斜角度对催化转化器的气流分布有很大影响,斜扩张管催化器由于倾斜角的不同,其压力损失也不同,压力损失并不是随着倾斜角的增大而增加,当倾斜角为30°时的压力损失最小;当斜扩张管的倾斜角小于40°时,催化器斜扩张管的倾斜角越大,流动均匀性指数越高,流速分布越均匀.     

歧管式催化转换器的流场分析及结构改进

建立了某催化转化器的流体力学模型,并利用CFD软件对原歧管式催化转化器和改进后的催化转化器的内部流场进行分析．模拟结果表明：改进后催化转化器的流场分布更加均匀,提高了歧管式催化转化器载体前端截面的气流分布均匀性指数和催化剂使用率,与此同时,改进方案还减少了歧管式催化转化器运行时的压力损失,在一定程度上提升了发动机燃油经济性和歧管式催化转化器的使用寿命．     

车用三效催化转化器的理论研究

论述了三效催化转化器(TWC)中的储放氧、传递现象及催化反应动力学，分析了三效催化转化器的工作原理和工作过程，建立了三效催化转化器工作过程的二维模型，在模型中将催化转化器载体的物理化学过程简化成4个控制方程，并推导出一个可用于定性分析催化转化器转化性能的公式，该公式以载体温度为基准，从传质速度和化学反应速率两方面分析三效催化转化器的总体反应速率。     

车用三效催化转化器劣化性能参数灰色关联分析

建立老化机理与化学反应结合、铂(Pt)颗粒平均直径与反应频率因子修正化学反应的三效催化转化器劣化仿真模型.通过将NO和CO转化效率的仿真结果与实验结果对比,验证模型的有效性,并将仿真结果进行灰色关联分析.研究结果表明:过量空气系数、入口温度、扩张角、行驶里程的关联度均大于0.5,均是影响三效催化转化器劣化性能的主要因素,其中行驶里程的关联度最大,是最主要的影响因素,与事实相符,证明灰色关联分析方法用于分析三效催化转化器劣化影响因素是有效的.     

汽油机尾气后处理系统的优化设计

为应对越来越严厉的排放法规,现代社会对汽油机车辆尾气处理提出了更高的要求。现在常用的汽油机尾气后处理系统三元催化转化器（3WCC）能高效净化汽车尾气排放,由于其起燃温度较高,导致发动机启动后20 min内排放极为恶劣。为解决这一问题,对某汽油机三元催化转化器进行优化设计,以加热冷启动时汽油机排出尾气为主要手段,对废气进行温度补偿,使之始终保持在催化系统高效催化的温度区间内,可大大减少汽油发动机污染物尾气排放。     

车用催化转化器内气体的流动均匀性

使发动机的废气尽可能均匀地通过整个催化剂载体是催化转化器优化设计的主要目标之一。采用数值模拟的方法研究了车用催化转化器内气体的流动均匀性 ,把蜂窝载体当作连续的多孔介质进行处理 ,用当量连续法建立了载体的流体动力学模型 ,并用计算流体力学软件 STAR- CD对常见的圆形催化转化器进行稳态流动数值模拟 ,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上 ,研究了催化转化器结构、空速以及载体阻力等对流动的影响。研究表明 :对扩张管的形状、结构进行优化设计是改善催化转化器内气体流动均匀性的一种切实可行的办法