柴油機(jī)UreA-SCR系統(tǒng)仿真分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、氮氧化物(NOx)作為柴油機(jī)有害排放物之一，其帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注，針對(duì)其危害，國(guó)際海事組織(IMO)通過(guò)MARPOL公約附則Ⅵ修正案對(duì)船用柴油機(jī)氮氧化物排放值分階段提出了具體要求，其中，第三階段(TierⅢ)標(biāo)準(zhǔn)已于2016年正式生效。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是滿(mǎn)足第三階段(TierⅢ)標(biāo)準(zhǔn)最有效的技術(shù)之一。SCR系統(tǒng)仿真分析對(duì)SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)及檢驗(yàn)具有重要意義。本文對(duì)6105AZLD型柴油機(jī)試驗(yàn)臺(tái)SCR系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真

2、，從多個(gè)角度對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，并模擬催化劑及噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)SCR系統(tǒng)的影響。具體如下:
　　首先，對(duì)SCR系統(tǒng)基本原理進(jìn)行闡述，使用FIRE軟件對(duì)6105 AZLD型柴油機(jī)試驗(yàn)臺(tái)SCR系統(tǒng)建模，選取合理的數(shù)學(xué)模型及數(shù)值計(jì)算方法，通過(guò)試驗(yàn)及計(jì)算確定排氣參數(shù)、噴射參數(shù)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力參數(shù)，完成網(wǎng)格劃分及求解器設(shè)置，為三維數(shù)值模擬奠定基礎(chǔ)。
　　其次，對(duì)搭建好的模型運(yùn)算求解。結(jié)果顯示:噴霧液滴霧化效果與標(biāo)定參數(shù)基本相符合;試驗(yàn)

3、臺(tái)仿真得到的SCR系統(tǒng)脫硝率與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也基本相符，驗(yàn)證了模型的合理性。隨后，分別從速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、霧化效果、反應(yīng)過(guò)程等角度對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析:對(duì)壓力場(chǎng)進(jìn)行分析，得出SCR系統(tǒng)壓降主要源自催化劑局部壓力損失;通過(guò)噴霧粒徑分布云圖，分析了液滴霧化過(guò)程及規(guī)律;從NO隨時(shí)間變化規(guī)律的角度，分析了NH3和NO在催化劑作用下發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)的過(guò)程。
　　最后，以試驗(yàn)臺(tái)模型為基礎(chǔ)，使用控制變量法，針對(duì)影響SCR反應(yīng)的因素，從催化劑及噴