天然气汽车催化净化装置流动数值模拟及优化设计

【摘要】：随着我国汽车拥有量与日俱增,汽车尾气中所含CO、HC和NOx等成分对大气造成的污染日趋严重。在一些大中城市,汽车尾气已成为主要的大气污染源之一。天然气的低排放、低燃料费用和合理的燃料资源配置,使其作为汽车发动机燃料在国际上日益受到重视,天然气汽车成为清洁汽车的发展趋势之一。目前国内天然气汽车专用催化器的研究尚处于初级阶段,多是直接将汽油车的三元催化器用在天然气汽车上,势必会造成天然气汽车成本的增加。而且,随着整车动力的提高和大气环境标准的严格,加强天然气汽车尾气催化净化的理论和应用研究,将有助于研究开发天然气汽车专用三元催化器,促进清洁汽车的有效推广。 本文对天然气汽车专用三元催化器进行了流动特性的分析和设计优化。文中采用数值模拟方法对三元催化器内的流场进行分析,指出增大催化器扩张管的角度会增大气体的流动不均匀分布;但同时由于扩张管角度增大会导致催化器内流速减小,有利于汽车尾气的净化。文中还数值研究了改变载体安装位置与添加导流装置对三元催化器内流速分布均匀性影响。研究得出:安装导流装置能有效改善催化器内流场的均匀性分布,但同时带来了压力损失的增大,因而对催化器结构的优化设计需要综合考虑。本文通过对催化器内流场均匀性的数值研究,优化设计了添加导流装置的新型结构的三元催化装置,弄清了导流板与流场分布均匀性及压力损失的关系。并设计了天然气汽车的专用三元催化器性能评价系统。 本文为天然气汽车专用催化器的进一步研究打下了理论与技术基础,具有较大的经济、社会、环境效益和广阔的推广应用前景。 【关键词】：三元催化器 流场 数值模拟 优化设计
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U469
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-6
• 符号说明6-9
• 1 绪 论9-28
• 1.1 研究背景及课题来源9-10
• 1.2 大气污染及汽车污染现状10-13
• 1.2.1 大气污染状况10-11
• 1.2.2 汽车排放污染物的危害11-13
• 1.3 汽车有害排放物的生成机理及控制13-18
• 1.3.1 有害排放物的生成机理13-16
• 1.3.2 减少汽车有害排放物的净化措施16-18
• 1.4 天然气汽车的发展及三元催化技术发展现状18-27
• 1.4.1 天然气汽车的优越性及存在的不足18-19
• 1.4.2 国内外三元催化器的研究概况19-22
• 1.4.3 天然气汽车专用催化器的发展现状22-23
• 1.4.4 三元催化器内部流动数值模拟的研究状况23-25
• 1.4.5 催化器流场均匀性研究现状25-27
• 1.5 本文的主要研究工作27-28
• 2 三元催化器流场的数值模拟28-53
• 2.1 物理模型28-31
• 2.2 数学模型31-36
• 2.2.1 气体流动基本控制方程31-32
• 2.2.2 网格划分32
• 2.2.3 控制方程计算式32-35
• 2.2.4 速度和压力的修正35-36
• 2.3 流场计算及结果分析36-51
• 2.3.1 催化器的扩张角度对流场的影响结果分析36
• 2.3.2 不同扩张角度催化器的流速均匀性分析36-39
• 2.3.3 同一扩张角度不同载体安装位置对流场均匀性的影响39-40
• 2.3.4 安装导流锥对催化器流场均匀性的影响40-41
• 2.3.5 安装导流板对催化器流场均匀性的影响41-45
• 2.3.6 安装导流装置对催化器压力分布的影响45-51
• 2.4 小结51-53
• 3 天然气汽车三元催化器的优化设计53-60
• 3.1 三元催化器结构的优化设计53-55
• 3.2 三元催化器的催化剂配方的优化设计55-58
• 3.2.1 催化剂上发生的反应55-56
• 3.2.2 贵金属在催化剂的作用56
• 3.2.3 稀土元素在催化剂中的作用56-57
• 3.2.4 催化剂成分及用量57-58
• 3.3 催化剂加工工艺的优化设计58-59
• 3.3.1 催化剂的成分组成58
• 3.3.2 各成分加工次序及方法58-59
• 3.4 小结59-60
• 4 三元催化器性能评价试验系统的设计60-66
• 4.1 三元催化器的性能指标60-62
• 4.2 三元催化器评价装置的设计62-66
• 4.2.1 实验室小样评价实验装置的设计62-64
• 4.2.2 台架评价装置的设计64-66
• 5 结论及今后工作建议66-67
• 5.1 结论66
• 5.2 今后工作的建议66-67
• 致 谢67-68
• 参考文献68-71
• 附 录:攻读硕士学位期间发表的学术论文71-72

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

我国天然气汽车(环保汽车)的发展现状及趋势    李萍;

增强型扩张管催化器流场的数值模拟与结构优化设计    帅石金,王建昕,庄人隽

天然气发动机专用催化转化器的研究与发展    马凡华,许忠厚

汽车催化器工作过程的非稳态数值模型    宋金瓯,解茂昭

汽车尾气三元净化催化剂的研究新进展    魏伟,史庆南,魏坤霞

特大型气体渗碳炉的流场动力学计算机模拟    阮冬,潘健生,刘德忠,张幸

烘干炉风道导流板的优化设计    任克亮,李明滨

烘干机内风速流态仿真分析    李明滨,任克亮

三元催化转化器稀土应用技术的研究    张建伟

汽车催化转化器中气体流动的研究(一)    刘光辉,黄震,乔信起,张光德

汽车催化转化器中气体流动的研究(二)    刘光辉,黄震,乔信起,张光德

地下建筑热工环境的数值分析研究    赵敬源;邱永亮;

水电站地下隧洞换热计算模型比较    苏华;

厚板坯连铸结晶器流场数值模拟    郭大勇;关勇;贾洪明;张晓光;齐兵;

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十二讲 流体运动基础    张富强,王久彬

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究    张富强,王久彬

液冷组件热设计    杨双根,金开军,朱春玲

花道泡水质模拟预测研究    潘晓东;唐健生;田竹君;李振兴;

车用三效催化剂的研究进展    冯长根,王大祥,王亚军

车用催化转化器起燃温度的数值模拟    冯长根,陶明涛,王丽琼,王务林

钢包吹氩精炼过程钢水流动与混合行为的研究    王阳;赵连刚;

三种侧送风方式下室内气流组织的数值模拟与分析    高峰;李玉海;

混砂车搅拌罐流场分析方法    周思柱;陈翔;吴汉川;祝克强;黄天成;

多孔介质对自流式充气影响的数值模拟    石正军;唐涛;赵晓平;

基于FLUENT的发动机舱内部流场数值模拟    李贵;孙蓓蓓;朱壮瑞;高晔;

大型集装箱船桨舵干扰粘性流场的数值计算研究    沈兴荣;冯学梅;蔡荣泉;

靠背式测速探头感受特性的数值模拟研究    许进;植仲培;李军;凌长明;

表面张力与合金元素汽化对激光加热表面温度的影响    雷永平;史耀武;

汽车尾气排放现状与控制技术对策    曾新伍;

电站双流程凝汽器壳侧流场的准三维数值模拟    熊用;丁学俊;

柴油机微粒捕集器技术研究进展    曹丽;业红玲;王继先;王务林;

有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析    王革

近地/海运动过程中的空气动力学分析    顾璇

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究    张波

生物多孔材料非稳态收缩及其对传热传质影响研究    刘显茜

皮肤选择性光热解效应与光疗及热损伤的评估方法和技术    龚玮

1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究    韩书谟

喷杆喷雾机风助风筒多目标优化设计    刘雪美

青藏铁路五道梁冻土区工程结构热扰动研究    许兰民

轿车柴油机微粒捕集器工作过程数值模拟及再生控制策略研究    张辉

塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟    张战锋

局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究    张艳利

车用柴油机冷EGR温度控制系统的研究    张坤

缸内流场结构对天然气发动机性能影响的模拟研究    张波

多级压气机三维流场数值模拟研究    魏国亮

TBD234柴油机缸内燃烧模拟及排放预测    张万煌

高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计    张哲衡

喷水推进泵流场数值模拟分析    舒春英

4G94D4发动机电喷系统台架匹配试验研究    方立辉

LED彩色打印机内部温度场的数值计算    崔广云

车用内燃机 技术的进展    席跃进,刘建华

天然气发动机燃烧方式分析    王宇;马凡华;刘海全;

客车发动机在世界的现状和发展趋势    杨天新,田洪彪

天然气发动机,新型绿色动力    刘凯,彭立新,邱霞

汽车节能与环保并举的几点措施    张启义,张鹏辉

点燃式发动机稀燃速燃的理论探讨和试验研究    詹樟松

天然气发动机混合器的优化设计    张道文

小型LPG单一燃料发动机的试验研究    魏鹏

双燃料汽车燃气喷射电控单元开发    尹继辉

CNG发动机工作过程数值模拟    温苗苗

燃气发动机高压缩比和点火正时控制的研究    田广奎

汽车企业绿色制造的研究    陶晋

中国CNG汽车市场发展现状、趋势与策略    周怡沛;周志斌;

四川省天然气车用市场发展现状及前景分析    廖子夏;

La_（1-X）Ce_XMnO_3纳米粉体的制备及净化CNG汽车尾气的活性研究    陈海峰

废气再循环和过量空气系数对天然气发动机性能的影响    余小草

重型LNG发动机配气相位及凸轮型线优化    曲伟东

吉林省L-CNG汽车加气站市场与经济效益研究    唐维华

天然气发动机喷嘴测控系统的研究与设计    蒋兆杰

汽车催化器工作过程的非稳态数值模型    宋金瓯,解茂昭

治理空气污染所涉及的几个化学反应及二次能源的利用    高利珍，李庆生，梁翼红，康喜唐

我国汽车尾气污染,污染控制与对策    沈迪新,陈宏德,田群

非平衡态等离子体技术在环境保护领域的应用    孙亚兵,任兆杏

新型汽车尾气净化催化剂的研究    谭宇新,黄传荣,甘世凡,王永刚

汽车排气污染与治理的发展和动向    赫崇衡,汪仁

非平衡放电等离子体治理有害气体    周黎明,马虹斌

车用催化器流场数值模拟及其在结构优化设计中的应用    帅石金,王建昕,庄人隽,陈峻锐

车用催化器结构因素对流速分布的影响    帅石金,王建昕,庄人隽,陈峻锐

国产稀土车用催化剂的试验评价和性能考察    王建昕,李俊

遍地开花的天然气汽车    颜增品

改善城市环境 呼唤加快天然气汽车的发展    李永增

天然气汽车和电动汽车发展的几个问题    王瑞,李聚献

开发天然气汽车势在必行    闻心 ,建艺

天然气作为汽车替代燃料的分析    何东胜

左延安:加快发展天然气汽车    左延安;

汽车即将步入燃气时代    张小平 ,肖云魁 ,孙勇

国外天然气汽车管理保障体系简介    李玉华,施红星

天然气汽车的开发前景    张立伟 ,杨宏涛

重庆成为亚洲最大天然气汽车产业基地    谭蓉蓉;

天然气汽车应用技术的研究    谷鹏;刘艳苹;

抓住机遇 大力推动天然气汽车的发展    艾亮;

天然气汽车发展现状与前景    罗格梅;李孝斌;

中国西部大开发与发展天然气汽车    邓志伟;

提高双燃料汽车动力性方法浅析    刘海涛;郭彦斐;杨操;

天然气汽车供气系统混合器混合特性的研究    刘生全;冯金芝;李国锋;马志义;宋钧;

天然气汽车供气系统混合器混合特性的研究    刘生全;冯金芝;李国锋;马志义;宋均;

天然气汽车铝合金压力容器大选材与焊接    王元良;屈金山;胡久富;

天然气汽车铝合金压力容器的选材与焊接    王元良;屈金山;胡久富;周友龙;

提高天然气汽车的动力性和经济性    李永昌;

省发改委批复我市60万吨天然气汽车清洁燃料项目    本报记者

天然气汽车在中国可以推行吗？    里亚姆·丹宁　摘编 刘洋

天然气汽车大有可为    本报记者 谭思敏

配套日趋完善 天然气汽车渴盼政策东风    证券时报记者 范彪 颜金成 刘昆明

巴中天然气汽车清洁燃料项目开工    记者 李传君

天然气汽车上高速将“底气”十足    记者 吴宏雄　通讯员 陈昌和

2600亿方天然气该怎么用？    本报记者 仝晓波

姚义贤在60万吨天然气汽车清洁燃料项目建设汇报会上要求    记者 冯一鸣

逐步扩大天然气汽车使用范围    葛援

“三位一体”天然气支撑绿色之城    本报记者 刘飞

车用天然气吸附储存及热效应模拟研究    卜宪标

海南CNG汽车工程项目规划与实施管理研究    夏雨

纤维缠绕复合材料壳体设计方法及其理论研究    许贤泽

复合型压缩天然气加气站供应模式研究    韩金丽

海南天然气汽车项目风险评价与安全管理研究    王明忠

天然气汽车技术经济分析与研究    张治水

汽油发动机节能改造的研究与实现    张东升

汽车液体CNG加热器的研究与开发    赵侃

压缩天然气汽车电控喷射系统减压器仿真研究    姜晓红

压缩天然气汽车减压器建模与仿真    张晓炜

宁波市公共交通天然气汽车应用及发展研究    叶建国

无锡华润燃气有限公司CNG工程实施方案研究    李彦学

青岛泰能楼山后压缩天然气站项目投资方案分析    郝祥峰

汽油/CNG两用燃料发动机燃气系统故障诊断研究    南涛