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摘 要:汽車尾氣是當今社會大氣污染的主要污染來源之一，PM和NOx是柴油汽車尾氣的主要污染物，如何同時降低這兩種尾氣成分的含量，達到日益嚴峻的排放水平的要求，是當今世界柴油機技術(shù)的難點和研究熱點。 SCR技術(shù)作為汽車尾氣后處理技術(shù)中效果顯著的處理手段，與其他技術(shù)相比更加適合中國的燃油含硫的國情，而且更加容易通過技術(shù)革新實現(xiàn)不斷提出的新的排放標準的要求，是汽車行業(yè)重點發(fā)展的尾氣后處理技術(shù)。 SCR技術(shù)通過選擇性催化還原反應(yīng)降低尾氣中NOx的含量，系統(tǒng)中尿素添藍溶液熱分解產(chǎn)生的NH3與NOx反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率受到凈化器的結(jié)構(gòu)的影響。為了使SCR反應(yīng)后的尾氣達到排放標準，必須對凈化器的流體動力學結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，同時，對凈化器的聲學結(jié)構(gòu)進行分析優(yōu)化設(shè)計，更好地達到消聲目的，降低噪聲污染。 本文根據(jù)課題要求，針對小排量的柴油汽車的發(fā)動機排放特點，進行筒式SCR凈化器結(jié)構(gòu)設(shè)計與流體動力學性能分析，主要開展了以下幾個方面的工作： 1.對目前比較先進的后處理技術(shù)進行學習，主要對國外能達標EURO- Ⅳ排放所采 用的技術(shù)路線進行理論學習，針對筒式SCR凈化器的結(jié)構(gòu)特點要求，進行整體方案規(guī)劃。 2.對目前尾氣凈化器的流體動力學性能分析的計算機數(shù)值模擬技術(shù)進行學習，主要學習了運用AVL流體動力學分析軟件進行流體動力性能分析的方法。 3.分析了凈化器的結(jié)構(gòu)因素和非結(jié)構(gòu)因素對凈化器的流體動力學特性和消聲特性的影響，對凈化器進行了流體動力學結(jié)構(gòu)設(shè)計和消聲器結(jié)構(gòu)設(shè)計。 4.對設(shè)計的凈化器的流體動力性進行了流體仿真分析，并對凈化器的消聲性能進行一定的分析。 關(guān)鍵字：尾氣排放；SCR ；凈化器；流體動力學CFD ；壓力損失
目錄 摘要 ABSTRACT 第1章 緒論-1 1.1 選題來源及目的-1 1.2 SCR技術(shù)原理及國內(nèi)外現(xiàn)狀-3 1.3 催化凈化器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-6 1.4 本課題技術(shù)要求及問題分析-7 1.4 本課題的擬采用的設(shè)計方法和技術(shù)路線-8 第2章 凈化器流體動力學性能和聲學性能分析-9 2.1 凈化器流體動力學性能評定-9 2.1.1流動均勻性（均勻性系數(shù)）-9 2.1.2壓力衰減（背壓）-9 2.1.2.1半經(jīng)驗公式法計算結(jié)構(gòu)造成的壓力損失-9 2.1.2.2 CFD計算結(jié)構(gòu)造成的壓力損失-11 2.1.3凈化器催化劑載體周向溫度梯度-12 2.2凈化器流體動力學性能影響因素-13 2.2.1 內(nèi)插管對流體動力學性能的影響-13 2.2.2擋板位置對流動特性的影響-14 2.2.3其他非穿孔結(jié)構(gòu)的流體動力學性能影響-14 2.2.4穿孔結(jié)構(gòu)的壓力損失特點分析-16 2．2．4．1 穿孔率對壓力損失的影響-16 2．2．4．2 膨脹腔長度和入口流速對壓力損失的影響-17 2.2.5 橫流穿孔結(jié)構(gòu)壓力損失研究-18 2．2．5．1 穿孔率對壓力損失的影響-18 2．2．5．2膨脹腔長度和入口流速對壓力損失的影響-19 2．2．5．3穿孔直徑對壓力損失的影響.-20 2.2.6 溫度對凈化器壓力的影響-20 2.2.7 載體對凈化器的流體動力性能的影響-21 2.3消聲器聲學性能分析-22 2.3.1 消聲器消聲性能的設(shè)計和優(yōu)化需要-22 第3章 筒式SCR凈化器結(jié)構(gòu)設(shè)計-25 3.1研究對象-25 3.2凈化器流體動力學結(jié)構(gòu)設(shè)計-25 3.2.1 催化劑載體組件結(jié)構(gòu)設(shè)計-26 3.2.2 內(nèi)插管和進出氣管設(shè)計-27 3．3 消聲器主要結(jié)構(gòu)設(shè)計-28 3.2.2穿孔管的結(jié)構(gòu)設(shè)計-29 第4章 筒式SCR凈化器CFD仿真設(shè)計-31 4．1 SCR催化凈化器的模型準備-31 4．2 SCR催化凈化器的網(wǎng)格劃分-32 4．3 SCR催化凈化器的邊界條件-33 4．4 SCR催化凈化器仿真結(jié)果分析-34 4.4.1凈化器速度場分析-34 4.4.2凈化器壓力分布分析-35 4.4.3凈化器溫度分布和其他分布-38 第5章 SCR凈化器噪聲研究-41 5．1 排氣噪聲的產(chǎn)生及特點分析-41 5．2 SCR凈化器的聲學性能-41 5．3 SCR凈化器的聲學性能計算-42 5.3.1傳遞矩陣法-42 5.3.2 有限元法-45 第6章 結(jié)論與展望-47 致 謝-49 參考文獻-51 |
