柴油機(jī)因動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外大型車輛和重型機(jī)械中。但柴油機(jī)排氣中有大量的有害物質(zhì),是大氣污染的主要來(lái)源之一。隨著國(guó)VI排放法規(guī)的出臺(tái),柴油機(jī)污染物排放限值大大加嚴(yán),采用DOC+DPF+SCR集成式后處理系統(tǒng)能有效降低污染物排放,是柴油機(jī)排放控制的主流技術(shù)路線。而排氣在后處理系統(tǒng)中的流動(dòng)情況對(duì)其工作性、穩(wěn)定性和可靠性都有很大的影響。因此,研究集成式后處理系統(tǒng)中排氣流動(dòng)均勻性具有重要的工程意義。本研究通過(guò)分析集成式后處理系統(tǒng)各催化器工作原理,建立DOC+CDPF系統(tǒng)數(shù)值模型,并在AVL-FIRE軟件上進(jìn)行建模仿真,基于試驗(yàn)臺(tái)架布置情況對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)比分析了不同結(jié)構(gòu)的流場(chǎng)分布,最后在臺(tái)架進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證和性能研究。通過(guò)仿真結(jié)果可知:排氣在后處理系統(tǒng)中的壓力和速度分布不均,尤其是在擴(kuò)張管內(nèi)部和催化器入口處,最優(yōu)結(jié)構(gòu)流場(chǎng)分布均勻性顯著高于基準(zhǔn)結(jié)構(gòu),在DOC催化器和CDPF催化器中排氣均勻性指數(shù)較基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)分別提高了7.17%和3.29%。同時(shí)對(duì)最優(yōu)結(jié)構(gòu)在碳煙加載和再生兩種條件下仿真,驗(yàn)證了該模型不同條件下壓降特性的準(zhǔn)確性。通過(guò)試驗(yàn)研究可知:DOC催化器基本能完全...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 柴油機(jī)污染物生成及危害
        1.2.1 CO的生成機(jī)理
        1.2.2 HC的生成機(jī)理
        1.2.3 NOX的生成機(jī)理
        1.2.4 顆粒物的生成機(jī)理
    1.3 國(guó)內(nèi)外柴油機(jī)排放法規(guī)
        1.3.1 國(guó)外排放法規(guī)的發(fā)展
        1.3.2 國(guó)內(nèi)排放法規(guī)的發(fā)展
    1.4 柴油機(jī)排放控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 柴油機(jī)污染物排放的控制技術(shù)
        1.4.2 柴油機(jī)排放控制的技術(shù)路線
    1.5 研究意義及主要內(nèi)容
第二章 柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)
    2.1 DOC系統(tǒng)介紹
        2.1.1 DOC反應(yīng)機(jī)理
        2.1.2 DOC催化劑特點(diǎn)
    2.2 SCR系統(tǒng)介紹
        2.2.1 SCR催化劑特點(diǎn)
        2.2.2 SCR反應(yīng)機(jī)理
    2.3 DPF系統(tǒng)介紹
        2.3.1 DPF捕集機(jī)理
        2.3.2 DPF再生技術(shù)
    2.4 柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)的集成
    2.5 本章小結(jié)
第三章 DOC+CDPF系統(tǒng)數(shù)值模型
    3.1 管道模型
        3.1.1 管內(nèi)氣體流動(dòng)模型
        3.1.2 多層壁面?zhèn)鳠崮Ｐ?br>    3.2 催化器內(nèi)部模型
        3.2.1 CDPF內(nèi)部流體通道模型
        3.2.2 CDPF壓降模型
        3.2.3 CDPF碳載模型
    3.3 化學(xué)反應(yīng)模型
        3.3.1 DOC化學(xué)反應(yīng)模型
        3.3.2 CDPF化學(xué)反應(yīng)模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 DOC+CDPF系統(tǒng)仿真
    4.1 仿真軟件簡(jiǎn)介
    4.2 幾何模型的建立
    4.3 仿真參數(shù)設(shè)置
        4.3.1 模塊選擇與求解方式
        4.3.2 邊界條件的設(shè)置
        4.3.3 求解參數(shù)的設(shè)置
        4.3.4 催化器參數(shù)設(shè)置
    4.4 仿真結(jié)果分析
        4.4.1 壓力場(chǎng)分析
        4.4.2 速度場(chǎng)分析
        4.4.3 湍流場(chǎng)分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 后處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)及優(yōu)化
    5.1 優(yōu)化方法及理論模型
        5.1.1 DOE介紹
        5.1.2 目標(biāo)優(yōu)化理論模型
    5.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)的選擇及仿真
        5.2.1 目標(biāo)函數(shù)的確定
        5.2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇
        5.2.3 樣本數(shù)值仿真
        5.2.4 仿真結(jié)果分析
    5.3 后處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        5.3.1 優(yōu)化算法介紹
        5.3.2 后處理系統(tǒng)優(yōu)化仿真結(jié)果
    5.4 優(yōu)化結(jié)果分析
        5.4.1 后處理系統(tǒng)整體速度場(chǎng)分析
        5.4.2 后處理系統(tǒng)整體湍流場(chǎng)分析
        5.4.3 DOC速度場(chǎng)分析
        5.4.4 CDPF速度場(chǎng)分析
        5.4.5 DOC壓力場(chǎng)分析
        5.4.6 CDPF壓力場(chǎng)分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 集成式后處理系統(tǒng)的試驗(yàn)研究
    6.1 試驗(yàn)臺(tái)架的搭建
        6.1.1 試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)
        6.1.2 試驗(yàn)主要儀器設(shè)備
        6.1.3 臺(tái)架的整體布置
    6.2 DOC性能試驗(yàn)
        6.2.1 DOC氣態(tài)污染物排放特性
        6.2.2 DOC升溫氧化試驗(yàn)
    6.3 CDPF缸內(nèi)后噴再生試驗(yàn)
        6.3.1 CDPF加載時(shí)壓降特性
        6.3.2 CDPF再生工況的確定
        6.3.3 CDPF再生溫度特性
        6.3.4 CDPF再生壓降特性
        6.3.5 CDPF再生效率及排放
    6.4 SCR性能試驗(yàn)
        6.4.1 后處理系統(tǒng)匹配試驗(yàn)
        6.4.2 SCR入口NO/NOx體積比試驗(yàn)
        6.4.3 SCR不同入口溫度下的排放特性
    6.5 集成式后處理裝置WHTC試驗(yàn)研究
    6.6 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)與工作展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況



本文編號(hào)：3799291