柴油机SCR系统的试验研究与数值模拟.pdf

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1、第32卷第1期Vo1．32No．12015年2月内燃机与动力装置I．C．E＆PowerplantFeb．2015【模拟计算】柴油机SCR系统的试验研究与数值模拟葛新洋，张寿荣，崔英英(山东建筑大学，山东济南250101)摘要：本文以32．5％的尿素水溶液作为还原剂，对SCR系统进行试验研究。使用YC4F115～40共轨柴油机，搭建了SCR台架测试系统，并且进行了试验分析和数据标定。在发动机台架上以2100r／min转速下的不同扭矩点进行NO转换效率实验，并运用通用CFD软件FIRE数值解析了不同还原剂当量比下的

2、NO还原过程。台架试验和数值模拟结果表明，不同扭矩工况下NO转换率都得到较理想的结果，尤其是稳定状态时可高达90％，并且控制n(NH)／n(NO)比值在1．2时计算结果最好。关键词：尿素水溶液；SCR；氮氧化物转换率；数值模拟中图分类号：TK427文献标志码：A文章编号：1673—6397(2015)01—0054—03TheExperimentalStudyandNumericalSimulationonNOReductionofUrea——SCRExhaustafterTreatmentSystemofaD

3、ieselEngineGEXin—yang，ZHANGShou—rong2CUIYing—ying，(ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China)Abstract：Inthispaper。theconcentrationof32．5％ureaaqueoussolutionisusedasaredue—ingagentontheSCRsystemforexperimentalresearch．TheSCRbenchtestingsystemissetontheYC4F1

4、15-40commonraildieselengine．Thetestdataanalysisandcalibrationiscarriedontheen-ginetestbench．Wehavechosendifferenttorquepointsat2100r／rainspeedforNOconversioneffi—ciencyexperiments，andusedthegeneralCFDsoftwareFIREfornumericalanalysisoftheNOre-ductionprocessun

5、derdifferentproportionofreductantequivalent．ThebenchtestandnumericalsimulationresultsshowthatNOconversionexperimentalresultsareidealunderdifferenttorquecon—dition，especiallyatsteadystate．Itcanbeashighas90％whentheratioofn(NH3)／n(NO)iscontrolledaround1．2．Thesi

6、mulationresultiSidea1．KeyWords：UreaSolution；SCR；NOConversionRate；Simulation但是仅仅依靠机内净化技术却已不能满足国Ⅳ及其引言以上的排放要求¨。针对已经实施的国Ⅳ甚至未柴油机因具有较高的热效率、低油耗、良好的动来的国V排放法规，尾气后处理技术才是满足其要力性、经济性而广泛应用于各种动力装置，但是柴油求所必需且最有效的技术手段，SCR(SelectiveCata-机尾气中的氮氧化物(NO)和颗粒物(PM)已成为lyticReduction)技

7、术是目前国际上治理NO的主流目前我国城市空气中的主要污染源，随着我国机动技术之一。SCR是指在含氧条件下利用相应的还原车保有量的大幅增长，氮氧化物(NO)和颗粒物剂在发动机排气中有选择性的与NO发生化学反(PM)的排放也13益严重，其控制和治理迫在眉睫。应，“有选择性的”是指该还原剂在催化剂作用下优作者简介：葛新洋(1989一)，男，山东德州人，在读硕士，研究方向为柴油机排气后处理。收稿日期：2014—10—15葛新洋，等：柴油机SCR系统的试验研究数值模拟·55·先_卜jNO发生化学反应I不足直接与O反应。表

8、3不同工况点NO，转换率该技术是国际』二公认的降低车用柴油机排气中NO，川r况编号1234最有效的技术手段之一，并在欧美国家得到了广泛入门(NO)／10769l104l36ll398应用。但r_I前使用的催化剂对硫十分敏感，在我I==l(NO)／lo24622Ol95l87NO转换率(％)68．080．185．786．7国燃油含硫量较高的大背景下容易造成硫中毒，从而使整个系统发挥不f=