船用SCR系統(tǒng)尿素噴射及混合均勻性仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-17 16:58
MARPOL公約附則Ⅵ的生效以及國內(nèi)相關(guān)排放控制區(qū)的建立都對(duì)船舶NOx的排放提出了更高的要求。在幾種船舶常用的NOx后處理減排技術(shù)中,選擇性催化還原技術(shù)(SCR)能夠較好達(dá)到TierⅢ排放要求。而在SCR系統(tǒng)中,尿素水溶液與廢氣混合越均勻,則催化劑載體前還原劑(NH3)分布越均勻,NOx轉(zhuǎn)化效率越高。其中尿素水溶液與廢氣混合均勻性主要受到尿素噴射霧化特性和SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響。本文以某船用SCR尿素噴射混合系統(tǒng)為研究對(duì)象,首先使用計(jì)算流體力學(xué)常用軟件Fluent建立SCR系統(tǒng)尿素噴射系統(tǒng)數(shù)值模型,通過仿真模擬研究尿素噴嘴參數(shù)及布置方案的改變對(duì)尿素水溶液噴射霧化質(zhì)量的影響,確定適用本文SCR系統(tǒng)的最佳噴嘴參數(shù)及布置方案。然后為進(jìn)一步提高流場混合均勻性,在噴嘴參數(shù)及布置方案確定的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)一款混合器加裝在噴嘴下游并對(duì)混合器安裝位置及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流場混合均勻性的影響進(jìn)行研究。論文主要研究內(nèi)容為:(1)尿素噴射系統(tǒng)數(shù)值模型的建立。首先針對(duì)SCR工作原理及Fluent對(duì)尿素噴射混合系統(tǒng)的數(shù)值模擬過程,選擇了相應(yīng)計(jì)算模型,然后對(duì)船用SCR的噴射混合系統(tǒng)進(jìn)行三維建模及網(wǎng)格劃分,并根據(jù)柴油機(jī)相關(guān)參數(shù)...
【文章來源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
尿素嘀射系統(tǒng)圖
s=\--Ly?(3.3)??2”?i.=1?^mean??其中n為網(wǎng)格總數(shù),a;為網(wǎng)格i上的數(shù)值,a,?ra?為截面的平均數(shù)值。5?=?1代??表截面上組分呈完全均勻的分布。??3.?2尿素噴射系統(tǒng)數(shù)值模型的建立??對(duì)SCR系統(tǒng)噴射霧化過程進(jìn)行模擬仿真的目的是通過改變噴射混合段的噴嘴??結(jié)構(gòu)參數(shù)和噴射位置以保證各催化單元進(jìn)氣的均勻性,以便獲得更好的脫硝效果,??數(shù)值模擬的目的就是為了驗(yàn)證這種效能,并得出效果較好的噴嘴參數(shù)及布置方案。??本文所研宄的SCR系統(tǒng)使用的是錐形催化器結(jié)構(gòu),圖3.1為SCR催化反應(yīng)系??統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)不意圖。其中,噴射混合段為圓管,其直徑為800mm,長度為6000mm。??當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí),廢氣在陰影部分中催化劑的作用下與還原劑發(fā)生反應(yīng),陰影部分前??為尿素水噴射霧化并與廢氣混合的區(qū)域。??
所有單元均為六面體單元形式,利用0型劃分法對(duì)圓柱體進(jìn)行網(wǎng)格劃??分,網(wǎng)格個(gè)數(shù)為320800,并將導(dǎo)出的網(wǎng)格文件導(dǎo)入Fluent中進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。網(wǎng)格??劃分如圖3.3所示。??圖3.?3噴射混合段網(wǎng)格劃分圖??Fig.3.3?Injection?and?Mixing?Section?Mesh?Figure??3.?2.?3?Fluent模擬設(shè)定與參數(shù)設(shè)置??(1)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]車用柴油機(jī)Urea-SCR系統(tǒng)數(shù)值模擬研究[D]. 劉文坤.太原理工大學(xué) 2016
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[6]船舶SCR系統(tǒng)陶瓷催化—過濾器設(shè)計(jì)與仿真[D]. 付洪發(fā).大連海事大學(xué) 2016
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[9]柴油機(jī)Urea-SCR噴射系統(tǒng)仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 孫毅.大連海事大學(xué) 2014
[10]選擇性催化還原法降低船舶柴油機(jī)氮氧化物排放的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鄧志鵬.北京工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3540544
【文章來源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
尿素嘀射系統(tǒng)圖
s=\--Ly?(3.3)??2”?i.=1?^mean??其中n為網(wǎng)格總數(shù),a;為網(wǎng)格i上的數(shù)值,a,?ra?為截面的平均數(shù)值。5?=?1代??表截面上組分呈完全均勻的分布。??3.?2尿素噴射系統(tǒng)數(shù)值模型的建立??對(duì)SCR系統(tǒng)噴射霧化過程進(jìn)行模擬仿真的目的是通過改變噴射混合段的噴嘴??結(jié)構(gòu)參數(shù)和噴射位置以保證各催化單元進(jìn)氣的均勻性,以便獲得更好的脫硝效果,??數(shù)值模擬的目的就是為了驗(yàn)證這種效能,并得出效果較好的噴嘴參數(shù)及布置方案。??本文所研宄的SCR系統(tǒng)使用的是錐形催化器結(jié)構(gòu),圖3.1為SCR催化反應(yīng)系??統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)不意圖。其中,噴射混合段為圓管,其直徑為800mm,長度為6000mm。??當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí),廢氣在陰影部分中催化劑的作用下與還原劑發(fā)生反應(yīng),陰影部分前??為尿素水噴射霧化并與廢氣混合的區(qū)域。??
所有單元均為六面體單元形式,利用0型劃分法對(duì)圓柱體進(jìn)行網(wǎng)格劃??分,網(wǎng)格個(gè)數(shù)為320800,并將導(dǎo)出的網(wǎng)格文件導(dǎo)入Fluent中進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。網(wǎng)格??劃分如圖3.3所示。??圖3.?3噴射混合段網(wǎng)格劃分圖??Fig.3.3?Injection?and?Mixing?Section?Mesh?Figure??3.?2.?3?Fluent模擬設(shè)定與參數(shù)設(shè)置??(1)
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期刊論文
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[4]長三角ECA提前實(shí)施啟示[J]. 劉蕭. 中國船檢. 2017(11)
[5]淺談船用低速柴油機(jī)SCR后處理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 郭忠華. 廣東造船. 2017(05)
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[8]基于擴(kuò)展TAB模型的凝膠液滴二次霧化特性研究[J]. 鄧寒玉,封鋒,武曉松,卓長飛,曹琪,楊緒釗. 推進(jìn)技術(shù). 2015(11)
[9]淺談船舶污染途徑與現(xiàn)狀分析[J]. 笪靖,陳勇,陳新響. 世界海運(yùn). 2015(05)
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[1]高壓共軌柴油機(jī)高壓油泵控制策略研究[D]. 許濤.吉林大學(xué) 2017
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[4]車用柴油機(jī)Urea-SCR系統(tǒng)數(shù)值模擬研究[D]. 劉文坤.太原理工大學(xué) 2016
[5]船用SCR混合系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真研究[D]. 張鑫睿.大連海事大學(xué) 2016
[6]船舶SCR系統(tǒng)陶瓷催化—過濾器設(shè)計(jì)與仿真[D]. 付洪發(fā).大連海事大學(xué) 2016
[7]基于CFD仿真技術(shù)的柴油機(jī)SCR結(jié)構(gòu)優(yōu)化及試驗(yàn)驗(yàn)證[D]. 劉佳鑫.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[8]船舶柴油機(jī)SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 惠大可.集美大學(xué) 2015
[9]柴油機(jī)Urea-SCR噴射系統(tǒng)仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 孫毅.大連海事大學(xué) 2014
[10]選擇性催化還原法降低船舶柴油機(jī)氮氧化物排放的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鄧志鵬.北京工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3540544
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