汽車催化轉化器流場仿真分析研究.pdf

1、本文研究的對象為發(fā)動機排氣系統(tǒng)中用于降低汽車有害物質排放的重要裝置——催化轉化器。催化轉化器內部氣流的流動過程十分復雜，既存在湍流，傳熱等現(xiàn)象，又存在化學反應，內部流場的流動性不均勻，易產生渦流區(qū)域以及流動分離的現(xiàn)象，從而導致流動過程中流動壓力損失過大以及部分區(qū)域催化劑得不到充分的利用，不僅不利于節(jié)能環(huán)保，而且在降低了催化效率的同時也縮短了催化劑的使用壽命。因流場流動不均而導致的載體徑向溫度梯度過大，還會在載體內部產生很大的熱應力，使載

2、體發(fā)生熱變形甚至損壞。
　　基于上述問題，本課題針對催化轉化器內部流場的流動特征進行了仿真分析，以減小催化轉化器流場壓力損失，改進催化載體內部流場流動均勻性為目標，從汽車催化轉化器的內部流場壓力損失與流動特性入手，采用Pro/E軟件建立催化轉化器的流場實體模型，利用fluent軟件通過CFD數(shù)值仿真的方法，對催化轉化器內部流場的流動特性進行仿真分析，討論了空速、催化轉化器入口小管、入口擴張管、催化載體位置、出口收縮管等參數(shù)對于催化

3、轉化器內部流場的壓力損失以及流動均勻性的影響，并通過添加導流裝置對其結構進行了優(yōu)化改進。
　　經仿真驗證可知，各參數(shù)的改變對于催化轉化器內部流場的壓力損失和流動均勻性均存在一定的影響，其中入口擴張管錐角的參數(shù)變化對于其內部流場的流動特性影響最大，在催化轉化器入口擴張管處添加導流裝置，可以有效地改善催化轉化器內部流場的流動均勻性。
　　通過對催化轉化器內部流場的仿真分析，得出了不同參數(shù)對于催化轉化器內部流場流動特征的影響規(guī)律，