車用催化器擴張段結構及其氣流徑向分布特性研究.pdf

1、本文通過對車用催化轉化器基本結構及發(fā)展過程的介紹，分析了載體內氣流徑向分布的不均勻性及其與轉化效率的關系，說明了進行催化器結構優(yōu)化設計的必要性；對國內外關于催化器內部氣流分布特性的研究進行了總結與歸納，指出擴張段結構型式還需進一步改進；建立了催化轉化器內部氣體流動的數(shù)學模型，分別對常規(guī)平端面載體、頂角為90°、120°的錐形端面載體與半角為30°、45°、60°的擴張管匹配后的擴張段氣流分布進行了數(shù)值模擬，初步分析出在模擬的幾種擴張段結

2、構型式中，頂角為90°的錐形端面載體與半角為30°的擴張管匹配對于改善氣流徑向分布均勻性的效果最為理想；搭建了等溫、穩(wěn)定、圓柱形催化器的試驗裝置，取與模擬中相同的結構型式和邊界條件進行試驗，測量了載體內氣流的軸向速度，繪出氣流徑向分布曲線，將其與計算曲線相對比后，發(fā)現(xiàn)它們的變化規(guī)律基本吻合，表明建立的數(shù)學模型是可靠的，數(shù)值模擬的結果能夠真實反映催化器內的氣體流動情況，可用來指導實踐；定義了流量分擔率與流動均勻性指數(shù)的概念用以描述催化器內

3、部氣流徑向分布的均勻性，具體分析了擴張半角、擴張管型式、載體端面型式、錐形端面端頭直徑、載體位置、匹配關系及入口速度等因素對催化器載體內氣流徑向分布的影響，得出頂角為90°的錐形端面載體與增強型擴張管匹配，當端頭直徑與入口管半徑相當時，改善流動分布的效果最為明顯，且入口速度越小，對均勻性的提升作用越顯著；對排氣背壓和升溫特性進行理論分析與數(shù)值模擬表明，作者優(yōu)選的擴張段結構型式可同時改善車用催化轉化器的其它性能，能夠在實際中得到應用。