烧结机料面抽风气流均匀性仿真研究

针对烧结机料面抽风气流不均匀导致烧结成品率低、烧结矿质量差的问题,以某公司360 m2烧结机的其中5台烧结台车为研究对象,设计一种烧结机热风入口多孔板整流方案,采用仿真研究方法,对比分析采用整流方案前后台车料面抽风气流均匀性及抽风阻力变化。结果表明,采用多孔板整流方案后,抽风阻力仅增加0.21 kPa,台车料面抽风气流均匀性可提高60%,很大程度上改善料层烧结反应氧化气氛,从而有效提升烧结成品率、提高烧结矿质量。同时,为钢铁行业烧结成品率、烧结矿质量的提升以及烧结机产品优化设计提供了一种参考思路。

通才1860m^(3)高炉风口鼓风均匀性仿真研究

文章提出一种能够准确评估高炉风口鼓风均匀性的方法,并以通才公司1860 m 3高炉的热风围管、热风支管、直吹管和风口小套为研究对象,采用CFD仿真研究方法,对高炉风口鼓风均匀性进行计算评估,根据评估结果对高炉风口参数进行针对性调节。结果表明,高炉风口尺寸相同时风口鼓风均匀率为95.69%,调节风口参数后风口鼓风均匀率可提高1.12个百分点,很大程度上改善了高炉风口鼓风均匀性。

重型柴油机SCR催化器优化设计和试验研究

为解决传统SCR(Selective Catalytic Reduction)催化器在排气温度较低的低负荷工况下出现在尿素喷嘴或混合器壁面形成尿素结晶等问题,运用CFD方法对传统SCR催化器进行结构优化,设计出了一种新型SCR混合器,并提出了新的尿素喷嘴布置方案。仿真结果表明:优化后的SCR催化器能够促进尿素溶液和尾气的充分混合,尿素热解率和载体前端面NH3分布均匀性指数分别提高了9.76%和6.06%。对优化后的SCR催化器进行稳态点性能验证试验、瞬态ETC排放测试试验以及30h发动机台架尿素结晶验证试验。试验结果表明:新结构在氨氮比为0.7,0.9和1.2时的NO_x转化率分别提高0.89%,1.76%和0.61%;与传统结构相比,新结构NOx排放明显降低;新结构混合器壁面未出现尿素结晶。

柴油机活塞不同工况下温度场与应力场有限元分析

利用有限元分析软件ABAQUS对某6缸直列发动机在额定工况、超负荷工况以及大扭矩工况下的活塞进行强度分析,并且对活塞在每种工况下热机耦合应力、变形以及对疲劳安全系数进行校核,对3种不同工况进行比较,验证该活塞能否满足所有工况下的使用要求。

基于多体动力学和集总参数法的曲轴可靠性研究

在某新型船用12V型柴油机设计开发过程中,为研究缸心距、主轴颈直径和连杆轴颈直径对曲轴强度和弹性联接发电机轴系扭振特性的影响,基于多体动力学求解曲轴非线性油膜特性和摩擦损失,并通过集总参数法搭建轴系模型进行仿真分析。结果表明:柴油机的最小油膜厚度、摩擦功耗、最大合成振幅及扭振应力随轴颈直径的增加均有较为明显的改善,随缸心距的增加变化不太明显;最小油膜厚度和最大接触压力具有较为明显的负相关关系;连杆轴承最小油膜厚度均出现在点火时刻后10°左右,与缸内最高爆发压力出现时刻一致;弹性联接发电机的轴系可以明显降低曲轴的最大合成振幅及扭振应力。

逆流式混合器的设计及尿素结晶风险评估方法研究

传统双层管SCR混合器在排气温度低的工况易在混合器壁面形成尿素结晶。为解决此问题,设计了一种新型逆流式SCR混合器及其与喷嘴座的集成布置方案。利用CFD技术和台架试验相结合验证了逆流式混合器的预防尿素结晶能力和对NOx排放的影响,并对尿素结晶机理及尿素结晶风险评估方法进行了深入研究,提出了基于“尿素结晶能量因子”比较不同工况尿素结晶风险的方法。对逆流式SCR催化器进行台架瞬态排放测试试验和30 h发动机台架尿素结晶验证试验,台架试验结果表明:逆流式结构混合器的瞬态NOx转化率提高了1.8%,30 h台架尿素结晶试验表明逆流式混合器壁面未出现尿素结晶。

柴油机SCR系统混合器优化设计与仿真分析

针对国六轻型柴油机混合器存在的NH_(3)均匀性问题,通过计算流体力学(CFD)对SCR系统内NH_(3)分布进行仿真研究,设计NH_(3)分布测试试验对仿真模型进行验证,优化设计混合器结构,研究了不同混合器方案对流场结构、SCR前端面NH_(3)均匀性和系统背压的影响。结果显示:仿真模型计算的NH_(3)分布与试验分布趋势具有较强的一致性;优化后的混合器B2方案NH_(3)均匀性可以达到0.97,远高于原混合器的0.88,同时背压由22.3 kPa降低到19.2 kPa;混合器多孔板从加强气流扰动和增加微小尿素液滴碰壁两个方面提升NH_(3)的均匀性;B3方案作为对照表明,与混合器不适用的多孔板会导致NH_(3)均匀性降低。

国六柴油机双旋流SCR混合器试验研究

为解决国Ⅵ柴油机SCR后处理系统在低排温、低负荷工况下存在的尿素结晶问题,采用CFD和试验研究相结合的方法,对某重型国Ⅵ柴油机后处理SCR单旋流混合器进行结构优化,设计出了一种双旋流混合器。对双旋流混合器进行NO_(x)单点转化效率试验、瞬态WHTC排放试验以及10 h发动机台架尿素结晶验证试验。模拟结果表明:双旋流混合器能够产生更强的旋流效果,促使尿素喷雾和尾气充分混合、蒸发分解,且使氨分布均匀性指数提高了15.19%。试验结果表明:相较于单旋流混合器,双旋流混合器在氨氮比为0.7,0.9和1.2时的NO_(x)转化率分别提高1.58%,1.78%和0.38%,NO_(x)排放显著降低,混合器壁面未出现尿素结晶,解决了低温、低负荷工况下的尿素结晶问题。