在尿素結(jié)晶機(jī)理分析的基礎(chǔ)上,提出以壁面溫度的結(jié)晶容許最小碰壁量為閾值的結(jié)晶風(fēng)險判定方法,建立尿素液滴碰壁量與結(jié)晶之間的關(guān)系.通過測量尿素液滴碰壁區(qū)域的排氣管內(nèi)外壁面溫度變化過程,以結(jié)晶響應(yīng)來表征尿素結(jié)晶風(fēng)險.該方法通過某重型柴油機(jī)的尿素結(jié)晶過程的模擬計算和試驗分析,在不同穩(wěn)態(tài)工況下的結(jié)晶程度,取得較好的預(yù)測一致性.在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步引入結(jié)晶時間尺度輔助篩選瞬態(tài)試驗循環(huán)的結(jié)晶工況窗口.提出的結(jié)晶風(fēng)險評估與預(yù)測方法在實際應(yīng)用中能顯著縮短試驗周期,節(jié)約試驗驗證成本.

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【部分圖文】：

圖1某車用發(fā)動機(jī)排氣管及其內(nèi)部結(jié)晶實物

尿素結(jié)晶實物如圖1所示．通常噴入到排氣管中的尿素溶液經(jīng)過蒸發(fā)、熱解形成異氰酸(HNCO)和氨氣(NH3)，異氰酸再水解生成氨氣和CO2．但在較低的反應(yīng)溫度下，尿素分解過程中會伴隨著一些副反應(yīng)[8]，如圖2所示．圖2尿素分解過程及發(fā)生的副反應(yīng)

圖2尿素分解過程及發(fā)生的副反應(yīng)

圖1某車用發(fā)動機(jī)排氣管及其內(nèi)部結(jié)晶實物在150～190℃下，尿素會生成縮二脲，在190～325℃下會進(jìn)一步反應(yīng)生成三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺等，在325～350℃下，尿素會生成三聚氰胺[9]．所產(chǎn)生的縮二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等固態(tài)物質(zhì)呈白色，均難溶于水，且去除較....

圖3不同溫度下尿素結(jié)晶生成物

總結(jié)尿素結(jié)晶機(jī)理，可得到各個溫度區(qū)間結(jié)晶物質(zhì)的生成和去除規(guī)律，如圖3所示．可知溫度是關(guān)鍵敏感因素．2穩(wěn)態(tài)工況尿素結(jié)晶風(fēng)險預(yù)測

圖4噴霧碰壁和結(jié)晶生成過程

圖4為噴霧碰壁和結(jié)晶生成過程．當(dāng)上游的排氣溫度為350℃時，下游的排氣管壁面溫度約為250℃，在尿素噴霧的持續(xù)碰撞下，碰壁區(qū)域溫度會降低到130℃以下，所形成的液膜被排氣氣流吹掃，經(jīng)歷一系列副反應(yīng)，在噴射區(qū)域的下游沉積形成結(jié)晶．當(dāng)尿素溶液以噴霧的形式噴射到排氣管內(nèi)時，大部分液滴直....

本文編號：3935006