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船用SCR混合系统优化设计与仿真研究
| 论文题名： | 船用SCR混合系统优化设计与仿真研究 |
| 关键词： | 船舶柴油机;选择性催化还原系统;流场设计;喷嘴;混合器 |
| 摘要： | 随着环境问题的加剧，大气污染已经成为社会关注的热点问题。船舶废气污染作为大气污染的重要组成部分，得到人们越来越多的关注，船舶废气减排技术的发展面临着新的挑战。同时，MARPOL公约附则Ⅵ的生效也为船舶废气减排技术的发展提出了新的要求。船舶燃料油燃烧时产生的废气主要包含硫氧化物SOx、氮氧化物NOx及颗粒物(PM2.5)等。在除去氮氧化物NOx的各种船舶废气减排技术中，选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)是一种国际公认的可以单独满足TierⅢ标准的NOx减排技术。 目前国内外关于火电厂及车用柴油机的SCR技术研究比较深入，对船用柴油机SCR系统流场研究与优化主要通过数值模拟方式进行。本文使用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)软件Fluent，以MAN B&W6G60ME-C9.2船用柴油机Urea-SCR系统为研究对象，建立相应数值模型，模拟SCR系统尿素水与柴油机排气混合过程并进行流场优化设计。主要工作包括SCR流场的数值模拟，喷嘴方案的选取和SCR系统混合器方案的选取。主要研究内容为: 1.基于计算流体力学CFD的基本知识，使用Ansys Workbench模块里前处理软件ICEM进行网格划分并对混合区域进行网格细化，用Fluent软件进行仿真，分析得到混合过程中不同影响因素下包括排气速度、湍流强度等对喷射效果的影响。 2.针对MAN B&W6G60ME-C9.2船用柴油机，使用Fluent软件进行仿真与建模，对影响尿素喷射雾化质量的因素包括喷射点与扩张管入口距离、喷射方向、喷孔个数以及孔径等进行研究，并确定适合MAN B&W6G60ME-C9.2船用柴油机SCR系统的喷嘴方案。 3.使用Fluent软件研究船用SCR系统的流场特性，通过分析对比不同结构的混合器对流速均匀性、氨气分布均匀性等因素的影响，选出适用于MAN B&W6G60ME-C9.2船用柴油机的混合效果最好、压降最小的混合器结构。 |
| 作者： | 张鑫睿 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 张洪朋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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