淺談?dòng)绊懭呋D(zhuǎn)化器整體設(shè)計(jì)的因素

1、1淺談?dòng)绊懭呋D(zhuǎn)化器整體設(shè)計(jì)的因素淺談?dòng)绊懭呋D(zhuǎn)化器整體設(shè)計(jì)的因素電噴車加裝三元催化轉(zhuǎn)化器是國(guó)際公認(rèn)的有效的汽車尾氣凈化技術(shù)措施。文中分析了三元催化器設(shè)計(jì)中的流場(chǎng)、溫度、壓力損失等影響因素。運(yùn)用ANSYSFlotran軟件進(jìn)行了二維流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)模擬分析。汽車尾氣有害物排放已成為城市大氣污染的主要來源，從排放控制技術(shù)來看，單純采用機(jī)內(nèi)凈化措施難以滿足現(xiàn)有排放法規(guī)要求，必須同時(shí)采用機(jī)外凈化措施。三元催化轉(zhuǎn)化器的研制使汽車排放控制技術(shù)取

2、得了突破性進(jìn)展，它可使汽油車排放的CO、HC、NOx大為降低。閉環(huán)電子控制燃油噴射系統(tǒng)(EFI)加三元催化轉(zhuǎn)化器(TWC)是目前控制汽油機(jī)排氣污染非常重要的技術(shù)。1三元催化轉(zhuǎn)化器介紹三元催化轉(zhuǎn)化器介紹1.1三元催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，三元催化轉(zhuǎn)化器一般由殼體、減振層、載體和催化劑涂層4部分組成。催化器殼體由不銹鋼材料制成，以防氧化皮脫落造成載體堵塞。減振層一般采用膨脹墊片或鋼絲網(wǎng)墊，起密封、保溫和固定載體的作用，防止催化器殼體受熱變

3、形等對(duì)載體造成損害。催化器載體一般采用蜂窩狀陶瓷材料，也有少數(shù)采用金屬(不銹鋼)材料。在載體孔道壁面上涂有一層非常疏松的活性層，即催化劑涂層，它以rAl2O3為主其粗造的表面可使壁面的實(shí)際催化反應(yīng)表面積擴(kuò)大7000倍左右.在涂層表面散布著作為活性材料的貴金屬一般為鉑(Pt)、銠(Rh)和鈀(Pd)Pt主要催化CO和HC的氧化反應(yīng)Rh用于催化NOx的還原反應(yīng)。1.2三元催化轉(zhuǎn)化器的工作原理在三元催化轉(zhuǎn)化器中CO、HC與NOx互為氧化劑和還

4、原劑生成無害的CO2、H2O和N2：32.6催化轉(zhuǎn)化器壓力損失的組成及計(jì)算催化轉(zhuǎn)化器壓力損失包括氣流與催化器管壁的摩擦引起的沿程損失、催化劑載體通道中的沿程損失(即載體的壓力損失)、擴(kuò)張管和收縮管處的渦流引起的局部損失、載體前后氣流收縮和擴(kuò)張?jiān)斐傻木植繐p失。載體的壓力損失式中：為沿程損失系數(shù)；ρ為氣流密度；μ為空氣粘性系數(shù)；L為載體長(zhǎng)度；Dh為孔道的水力半徑；V為載體內(nèi)氣流的速度；Re為雷諾數(shù)；Reλ對(duì)于規(guī)則通道內(nèi)的層流為常量，圓形孔的

5、理論值是64正方形孔的理論值為54.908。由于一般三元催化器的孔道為正方形，涂上涂層后，涂層材料堆積在通道的拐角處，通道變圓了，且由于工藝方面的限制，實(shí)際孔道不可能完全是正方形，Reλ取值為56.908~64。隨著載體技術(shù)的發(fā)展，蜂窩孔的密度可達(dá)800~1000孔in2，壁厚也已降至0.025mm這樣的薄壁能減少熱容量，避免壓力損失(增加壓力損失的補(bǔ)償)。局部損失，即渦流損失、轉(zhuǎn)向損失和撞擊損失。對(duì)催化器來說，局部損失主要出現(xiàn)在擴(kuò)張管