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化器建立數(shù)學模型，對模型進行數(shù)值求解，系統(tǒng)的考察了轉化器內(nèi)溫度變化趨勢和濃度變化，研究了空速、進氣溫度、進氣濃度、氫氣、催化器性質(zhì)以及催化劑負載量及負載模式對催化器起燃溫度特性和尾氣轉化率的影響。另外，根據(jù)汽車尾氣中的三種主要污染物的反應機理，對汽車尾氣催化反應動力學進行了一定的探討。 本論文介紹了汽車尾氣的產(chǎn)生及對環(huán)境所造成的嚴重危害，發(fā)達

2、國家和我國目前的汽車排放法規(guī)，催化轉化器的結構和工作原理，以及三元催化轉化器數(shù)學模型的發(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，總結出本論文研究的出發(fā)點和創(chuàng)新點。 在對汽車尾氣系統(tǒng)進行建模時，把尾氣系統(tǒng)分為尾氣管段和催化轉化器兩部分。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)。然后對催化轉化器進行物

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