催化剂负载量对三元催化转化器转化效率的影响

针对三元催化转化器的起燃特性,建立了转化器的数学模型,给出数值求解方法,模拟结果表明:以30 000 m2/m3为基准负载,催化剂均匀分布时,负载量增加2倍,转化率有所增加,但4倍基准负载与2倍基准负载的转化率变化不明显,在催化剂总量不变的情况下,沿轴向递增,转化率有所下降,沿轴向递减,起燃时间缩短,转化率增大.     

下期文章摘要预报

根据三元催化转化器的ＣＯ空速特性试验 ,得出了ＣＯ空速特性试验曲线 .应用流体附面层理论和质量传输的基本原理分析了三元催化转化器蜂窝孔内的ＣＯ气体流动和质量传输的过程 ,解释了三元催化转化器ＣＯ空速特性的内在机理 .认为随着空速的增加 ,开始时ＣＯ的体积分数附面层厚度直线降低 ,ＣＯ传质系数ｋｒ 直线上升 ,加快了ＣＯ向催化剂表面的传质速度 ,有更多的ＣＯ被输送到催化剂表面 ,增加了ＣＯ反应物的体积分数 ,加快了ＣＯ的转化率 ,而与此同时气体流过三元催化转化器所需的在直线减小 ,ＣＯ参加化学反应的时间在直线减小 ,空…     

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。     

车用催化转化器的CO空速特性

根据三元催化转化器的CO空速特性试验，得出了CO空速特性试验曲线，应用流体附面层理论和质量传输的基本原理分析了三元催化转化器蜂窝孔内的CO气体流动和质量传输的过程，解释了三元催化转化器CO空速特性的内在机理，认为随着空速的增加，开始时CO的体积分数附面层厚度直线降低，CO传质系数kf直线上升，加速了CO向催化剂表面的传质速度，有更多的CO被输送到催化剂表面，增加了CO反应物的体积分数，加快了CO的转化率，而与此同时气体流过三元催化转化器所需的时间在直线减小，CO参加化学反应的时间在直线减小，空速对CO传质系数的正面影响和对化学反应时间的负面影响都呈线性变化，二者作用相互抵消，总体表现为CO的转化率没有什么变化，而随空速的进一步增加，CO的体积分数附面层厚度降低变得缓慢，并趋向于稳定，同时CO传质系数kf的上升速度也开始变得缓慢，并趋于稳定，CO的化学反应速度基本维持不变，而与此同时CO参加化学反应的时间还是直线减小，所以CO的催化转化表现为下降趋势。     

DPF中碳烟氧化再生的单通道仿真

以La_0.7Sr_0.3CoO₃钙钛矿催化剂氧化碳烟实验为基础,使用COMSOL Multiphysics软件建立二维DPF单通道模型,并进行合理的假设和简化.结合实验进行模型验证,分析了进气流速和进气温度对碳烟氧化的影响,得出以下结论:当进气流速为1.5 m/s,入口温度为881 K时,柴油机微粒过滤器(DPF)通道内温度达到峰值,为1010 K.进气流速和进气温度都会影响碳烟的沉积和反应的进行.进气流速增大,碳烟的氧化反应减慢,碳烟的沉积加剧;进气温度增大,碳烟的氧化反应加快,碳烟的沉积减少,氧化碳烟的起燃时间缩短.     

汽油发动机排气催化转化器转化性能的研究

通过在试验台架上对汽油发动机排气催化转化器进行试验,探讨转化器在发动机各种工况下对排气中污染物（ＣＯ、ＨＣ）的转化效率、试验结果表明,汽油发动机的排气温度、空速和空燃比对转化器效率影响 大外,转化器的阻力以及发动机的排放污染物浓度对转化效率亦有明显影响,本文提出一种减小转化器阻力及在其前采用二次空气补气两种措施以提高化转化器转化效率的方法,具有实际应用价值。     

环形孔式节流器设计参数对空气静压轴承承载力和刚度的影响

采用数值解析法分析了环形孔节流器设计参数对空气静压轴承承载力和刚度的影响.仿真结果表明:气膜承载力随承载面直径、节流孔直径和进气压力的增大而增大;气膜刚度随承载面直径和进气压力的增大而增大,随节流孔直径的增大而减小;气膜刚度随气膜厚度增加时呈现出先增大后减小变化规律,在中间某一气膜厚度出现最大值.数值分析结果将为空气静压轴承节流器数量、排列组合方式、单个节流器设计参数合理选取提供理论参数.     

采用氧化催化方法降低DMCC发动机HC和CO排放

研究比较了原机纯柴油燃烧、柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)以及组合燃烧分别加装两种不同的氧化催化转化器等4种燃烧模式下HC和CO的排放规律.DMCC燃烧模式下,随着甲醇替代率的增加,HC和CO排放增加幅度较大.加装氧化催化转化器后,组合燃烧模式下高负荷时HC和CO排放明显减少,甚至低于原机纯柴油燃烧模式,但低负荷时排放降低得不明显.由于两种氧化催化器具有不同的起燃特性,故具有较低起燃温度的氧化催化器可更明显地降低DMCC发动机HC和CO的排放.     

汽车尾气催化转化器内流动均匀性对起燃特性的影响

为了优化汽车尾气催化转化器设计,研究其中流动均匀性与催化剂起燃特性的关系。建立了冷启动过程催化剂载体温度场变化的数学模型。使用计算流体力学软件分析流动均匀性对载体温度场和催化剂转化效率的影响。实验中,通过改变载体端面形状,改变催化器内流动均匀性,并在发动机实验台上测试流动均匀性对起燃特性和催化剂转化效率的影响。计算和实验结果都显示:提高催化器内流动均匀性将明显延缓催化剂的起燃过程,从而增加起燃过程中尾气中污染物的排放。     

管壳型固定床费托合成反应器的数学模拟

根据集总思想,利用蛋壳型钴基催化剂动力学方程,建立了管壳型固定床费托合成反应器的一维拟均相数学模型。对合成油试验装置进行工况模拟,得到的管壳型固定床反应器催化床层中的温度分布、CO转化率、出口组成、C5+的质量分数和时空产率的模型计算值与试验值吻合良好。讨论了反应器进口温度、操作压力、气体体积空速和沸腾水温度对反应结果的影响,结果表明:提高反应器进口温度、沸腾水温度、操作压力使催化床层温度升高,CO转化率升高,C5+的质量分数降低和C5+的时空收率增大;增大气体体积空速使催化床层温度降低,CO转化率降低,C5+的质量分数升高和C5+的时空收率增大。     

渐变截面型入料口夹角对旋流器流场及压降的影响

利用RSM雷诺应力模型和VOF多相流模型,通过数值试验方法考察了渐变截面型入料口夹角对Φ50 mm水力旋流器流场及压降的影响.结果表明,增大入料口夹角,切向速度增加,致使分离效率提高;与此同时,轴向速度和溢流管底端的最大径向速度也随之相应增加,导致沉砂分流比略有降低、短路流量增加,但对湍流结构影响不明显;空气柱直径同样随着夹角的增加而增大,从而有效分选空间减小.旋流器内部的压力损失主要包括主分离区域的损失和入料口区域的损失;增大入料口夹角,总压降增加,导流能力增强,当夹角为20°时,导流性能最优,但能量利用率降低.     

气态污染物催化净化起燃特性的模型建立与分析

为了研究催化剂催化燃烧处理气态污染物在实际使用中的工作性能,本文建立了用于模拟废气(CO、C3H6)催化剂的转化率、温度特性的数学模型,并考察了不同空速的情况下催化剂催化效率的变化规律。     

质子交换膜燃料电池阴极扩散特性的数值分析

针对交指型质子交换膜燃料电池阴极,采用通用Darcy定律来描述多孔介质内的流体流动,建立一个二维的稳态的多组分的传输模型.通过求解模型,得到电极内的压力、速度、质量分数分布,并讨论进、出口之间压差、电极厚度和电极肋条宽度的改变对电池性能的影响.结果表明:随着进、出口之间压差的增加,电流密度是增大的,但是增大的幅度是逐渐降低的;电极厚度存在一个最优值,该值依赖于电极结构和气体分配器的设计参数;采用窄的电极肋条有利于提高电池的性能.     

汽车尾气催化器温度场的研究

为研究汽车尾气催化器在汽车启动过程中的温度场 ,建立了描述催化器内复杂物理化学过程的二维非稳态数理模型。利用热流体计算软件 Phoenics1.4对模型进行了稳态与非稳态的计算 ,分析了尾气流量、载体上贵金属活性中心表面积等对催化器温度场及其转化效率的影响。为验证模型的可靠性 ,在实际的发动机台架上研究了国产催化器内的温度场及其转化效率。研究表明 :加大尾气流量 ,增加载体上贵金属活性中心表面积等措施可加快催化器的起燃速度 ;但当催化器接近稳态时 ,尾气流量越大 ,催化器的转化效率反而越低     

带内锥的切向进口扩散式方形分离器内气相流场的数值模拟

设计了一种带内锥的切向进口扩散式方形分离器,利用了考虑各向异性的雷诺应力湍流模型对分离器内的气相流动情况进行了数值模拟研究,分析了其内部气相流场的轴向、切向和径向速度分布以及压力分布情况,并计算了其压降.数值模拟结果显示分离器内呈典型的双层流动结构,方形截面在其拐角处对气流存在扰动,主要影响其切向速度,压力分布在反射锥开口处存在分界,分离器的压降随进口速度增大而增大.     

PEMFC流场的数学模拟

质子交换膜燃料电池（PEMFC）流场是影响其电池性能的重要因素．建立了针对PEMFC流场分析的数学模型，并对5种常见形式的流场进行了模拟计算，考察了其中气体流速及电流密度等物理量的分布情况．模拟结果显示，流场形式对电流密度分布影响很大，适当拉近上游和下游流场之间的距离可以促进电流密度的均匀分布．所建方法可以用来评价流场，对流场形式的设计有指导作用。     

洗涤冷却室气液分离空间内液滴重力分离数值研究

在Euler-Lagrange三维坐标系下,建立了液滴重力分离模型.利用该模型模拟了气化炉洗涤冷却室气液分离空间内的气液两相流动.揭示了液滴的运动规律,分析了气液分离空间高度、气流速度以及液滴初始速度对液滴分离效率的影响.研究结果表明:液滴在飞溅进入气液分离空间后作减速运动,越小尺寸液滴的减速越为明显;液滴的分离效率随着气液分离空间高度的增加而提高并趋于稳定;在相同液滴初速度以及相同气液分离空间高度下,随着气流速度的降低,液滴的分离效率反而增大;随着液滴初始速度的提高,获得最大液滴分离效率所需的气液分离空间高度增加.在考虑液滴碰撞效应后,计算得到的液滴分离效率有所提高.     

规整填料内鼓泡流动的二维CFD模拟

规整填料内鼓泡流动现象的研究对于开发新型气液传质与反应设备具有重要的指导作用。为此应用VOF（Volume of Fluid）多相流模型建立了描述规整填料内部鼓泡流动现象的二维模型,模型中考虑了影响气液两相流动的两个重要作用力：表面张力和气液相间作用力。模拟计算结果显示,气泡在上升过程中自身振荡,随着入口气速的增大,气泡形变程度增大,并且伴有气泡聚并现象发生。气泡上升过程中,气泡周围液体的速度增大,并且形成大小不同的旋涡结构,单点速度值的波动程度随气体入口速度的增大而增大。     

空速对平板微反应器内甲烷水蒸气重整的影响

采用计算流体力学软件FLUENT中的通用有限速率模型,应用表面反应动力学机理,对平板微反应器中Ni/r-Al2O3催化剂涂层上甲烷蒸气重整制合成气进行了二维的数值分析计算,分析了催化空速(CSV)和体积空速(GSV)对甲烷蒸气重整性能的影响.在计算过程中,忽略了甲烷的空间反应的影响,只考虑催化表面上的反应.计算结果表明,较小的催化空速和体积空速能够获得较高的甲烷转化率和氢气产量;除催化空速和体积空速外,反应通道高度对重整性能也是一个重要的影响因素.