基于流向变换的三元催化转化器数值模拟

金纪陶; 邓洋波; 闫婷婷; 朱书宇; 谢林锋

doi:10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2024.04.013

大连海事大学学报 ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (04) : 119 -127. DOI: 10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2024.04.013

基于流向变换的三元催化转化器数值模拟

金纪陶, 邓洋波, 闫婷婷, 朱书宇, 谢林锋

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摘要

为提高低负荷下天然气/柴油双燃料发动机对HC的转化率，设计一种基于流向变换的三元催化转化器，建立了单通道内流向交换HC和CO催化转化化学反应过程数学模型，并利用ANSYS FLUENT软件进行求解，开展流向变换三元催化转化器工作特性数值模拟。结果表明：发动机为低负荷工况时，设计的流向变换三元催化转化器可以有效控制HC的排放；流向变换操作相对于单向流动对HC及CO的转化率明显提高，若忽略换向突变的影响，流向变换操作相对于单向流动对HC转化率的提高幅度为3.9%～6.4%,对CO转化率的提高幅度为2.0%～2.7%,而对于NO_x转化率的提高幅度较小，仅有0.6%左右；转化器换向时间的设计不易过大或过小，建议换向时间为10 s～15 s;随着进口速度的增大，转化器的最高温度降低，HC与CO的排放量增大且转化率降低，但对NO_x的转化影响较小。