柴油机SCR系统气液两相流准一维数值模拟

摘要

对柴油机选择性催化还原(SCR)系统气液两相流进行了准一维建模,并开发了模拟计算程序.用欧拉方法求解气相流动,其中压力速度耦合问题采用Simple算法求解.用拉格朗日方法求解液滴的蒸发、热解、运动和碰壁等过程,气液两相耦合通过在气相方程中附加源项的方式实现.模拟计算结果表明:随着排气平均温度的升高和排气流量的降低,尿素分解效率都会逐渐升高;尿素水溶液喷射速率对尿素分解效率影响不大;总体上液滴初始直径的减小能够促进尿素的分解,在不产生壁膜的前提下,合理组织尿素水溶液喷雾碰壁,可以促进大直径喷雾(50 μm以上)的尿素分解;增大排气管直径能够显著提高尿素分解效率,降低压力损失,是优化SCR系统性能的有效方法.