柴油机Urea-SCR系统内流场与化学反应耦合研究

摘要

提出三维流场与一维化学反应相耦合的方法对柴油机尿素(urea)-选择性催化还原(SCR)系统进行全尺寸模拟,真实反映SCR系统内部气流运动状态对化学反应的影响.选择柴油机典型工况的排气温度、流量及压力等物理信息作为边界条件,对SCR系统进行流场分析,截取催化器前端截面的速度切片,建立流速均匀性系数与工况的函数模型,研究各流速分布下运行参数对NOx转化效率及副产物N2O生成的影响,为优化SCR系统控制策略提供指导.结果表明,不同工况下柴油机SCR催化器前端各区域流速差异明显,且流速均匀性系数在0.6～0.8区间内,氨氮比为1.1且NO2、NOx之比在0.0～0.5区间内时,NOx转化效率最高,副产物N2O的生成最少.