基于详细蒸发和热解的SCR系统尿素添加过程模拟

为研究柴油机尿素-SCR系统还原剂的分布,在研究尿素水溶液具体分解过程的基础上,基于OpenFOAM平台利用两步蒸发方法和热解过程的副反应模型,建立还原剂添加过程的气/液两相流三维模型.同时,设计多通道组分探测系统对出口截面的还原剂进行浓度采集,利用全局遗传算法对蒸发、热解过程中的化学反应进行参数辨识,并进行流动试验以验证流动模型参数的准确性,将模拟的出口截面还原剂体积分数与试验对比,结果表明:考虑两步蒸发及热解副反应的气/液两相流模型能够以较高的精度描述还原剂分布情况,为柴油机尿素-SCR系统的还原剂分布均匀性的研究提供参考.

尿素-SCR还原剂分布均匀性建模及影响因素研究

为研究柴油机尿素-SCR系统还原剂的分布情况,基于Open Foam平台并考虑还原剂的气相输运方程及液滴的蒸发热解模型,建立还原剂添加过程的气液两相流三维模型。同时,设计多通道组分探测系统对出口截面的还原剂进行浓度采集,将模拟的还原剂分布均匀性指标与试验对比,表明本文建立的气液两相流模型能够以较高的精度描述实际情况的还原剂分布情况,为柴油机尿素-SCR还原剂均匀分布性的研究提供平台。基于此模型研究尿素喷射粒径及分布范围、喷射流量、喷射角度对还原剂分布均匀性的影响。结果发现液滴粒径越小,液滴分布越宽,喷射量越小,还原剂的分布越均匀;喷嘴沿气体流动的相反方向喷射时相当于顺着气流方向,NH3的分布均匀性指数更高,本文工况下与气体流动相反方向夹角为30°时,截面还原剂分布最为均匀。