基于详细沉积物模型的尿素喷嘴内部结晶研究

摘要

采用详细的尿素沉积物模型,对尿素喷嘴内部的沉积物生成过程进行研究.在沉积物模型中,考虑了壁膜形成、蒸发、剥落、结晶和尿素副产物形成的基本过程,同时耦合了尿素热解的化学反应机理.以发动机台架和热重分析仪的试验结果,分别对喷嘴内壁面温度和尿素分解副产物的预测值进行验证.研究结果表明:模拟值与试验值基本一致,说明尿素沉积物模型可以较好地预测不同工况条件下尿素沉积的变化趋势.对尿素喷嘴内部的沉积物生成过程进行多维数值模拟结果表明:喷嘴内壁面温度在140℃以下时可以避免尿素分解副产物生成;在不出现硬结晶的条件下,排气温度为300℃和400℃工况(排气流量600 kg/h)的最小喷射量分别为1000mL/h和2000mL/h.