某重型柴油車SCR后處理系統(tǒng)的Adblue噴射混合過程研究.pdf

1、車用柴油機因其低油耗、動力強，在重型車輛上得到普遍應用。目前，我國裝配重型柴油機的整車約占總量的15％，但重型車用柴油機排氣排放中的氮氧化合物（NOx）和PM（微粒）約占機動車總排放量的60％多[1]，重型車污染物排放問題也越來越突出。從重型柴油機的發(fā)展來看，為達到我國第Ⅳ階段車用柴油機污染物排放的控制目標，排氣后處理已是必然選擇。目前，我國普遍傾向于采用SCR技術，即選擇性催化還原技術，作為滿足國Ⅳ、國V排放法規(guī)求的主要技術措施。其基

2、本原理是將還原劑噴入催化劑前段排氣管內(nèi)與高溫排氣混合，隨排氣流過催化劑區(qū)域，還原反應在噴射的還原劑與排氣中的氮氧化物（NOx）之間產(chǎn)生，最終實現(xiàn)將排放的排氣中氮氧化物（NOx）還原生成氮氣（N2）和水（H2O）的目標。
　　本文是以某型號重型車用柴油機SCR系統(tǒng)為研究原型，對影響SCR系統(tǒng)性能的尿素噴射位置，通過計算流體動力學（CFD）分析及試驗驗證手段，驗證噴射位置對氮氧化合物（NOx）轉(zhuǎn)化性能的影響。本論文主要進行了如下幾方面

3、的研究工作：
　?。?）本文研究了選擇性催化還原技術所用的物理及化學基礎，通過對選擇性催化還原系統(tǒng)中的主要化學反應方程式及其原理的認識，研究影響SCR還原反應的速率和質(zhì)量的因素，根據(jù)SCR所能達到的催化轉(zhuǎn)化效率，計算在不同工況下，還原排氣中NOx反應所需的最大還原劑量。
　?。?）利用有限元分析軟件hypermesh和CFD仿真軟件star-ccm+進行建模和仿真分析，分別模擬典型工況下SCR催化轉(zhuǎn)化器進氣混合管的噴霧多相流

4、。通過分析得出載體前端均勻性系數(shù)、溫度和整個流場混合管內(nèi)溫度分布和混合管內(nèi)氨氣與排氣混合過程中質(zhì)量分數(shù)分布，評價SCR整體CFD空氣動力學性能、混合管和噴嘴安裝位置設計是否合理。
　?。?）通過模擬結(jié)果分析得，在兩種典型工況分別在距離噴嘴110.17mm和206.45mm后區(qū)域均勻霧化，尿素發(fā)生水解反應；結(jié)合具體車型安裝空間和裝配工藝等因素，選擇離催化轉(zhuǎn)化器210mm的位置安裝尿素噴嘴，這個安裝位置可以保證整車在全功率范圍內(nèi)都可以