汽車催化轉(zhuǎn)化器流場仿真分析研究.pdf

1、本文研究的對象為發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中用于降低汽車有害物質(zhì)排放的重要裝置——催化轉(zhuǎn)化器。催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部氣流的流動過程十分復(fù)雜，既存在湍流，傳熱等現(xiàn)象，又存在化學(xué)反應(yīng)，內(nèi)部流場的流動性不均勻，易產(chǎn)生渦流區(qū)域以及流動分離的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致流動過程中流動壓力損失過大以及部分區(qū)域催化劑得不到充分的利用，不僅不利于節(jié)能環(huán)保，而且在降低了催化效率的同時也縮短了催化劑的使用壽命。因流場流動不均而導(dǎo)致的載體徑向溫度梯度過大，還會在載體內(nèi)部產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，使載

2、體發(fā)生熱變形甚至損壞。
　　基于上述問題，本課題針對催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部流場的流動特征進(jìn)行了仿真分析，以減小催化轉(zhuǎn)化器流場壓力損失，改進(jìn)催化載體內(nèi)部流場流動均勻性為目標(biāo)，從汽車催化轉(zhuǎn)化器的內(nèi)部流場壓力損失與流動特性入手，采用Pro/E軟件建立催化轉(zhuǎn)化器的流場實體模型，利用fluent軟件通過CFD數(shù)值仿真的方法，對催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部流場的流動特性進(jìn)行仿真分析，討論了空速、催化轉(zhuǎn)化器入口小管、入口擴(kuò)張管、催化載體位置、出口收縮管等參數(shù)對于催化

3、轉(zhuǎn)化器內(nèi)部流場的壓力損失以及流動均勻性的影響，并通過添加導(dǎo)流裝置對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。
　　經(jīng)仿真驗證可知，各參數(shù)的改變對于催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部流場的壓力損失和流動均勻性均存在一定的影響，其中入口擴(kuò)張管錐角的參數(shù)變化對于其內(nèi)部流場的流動特性影響最大，在催化轉(zhuǎn)化器入口擴(kuò)張管處添加導(dǎo)流裝置，可以有效地改善催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部流場的流動均勻性。
　　通過對催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部流場的仿真分析，得出了不同參數(shù)對于催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部流場流動特征的影響規(guī)律，