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柴油机UreA-SCR系统仿真分析及结构优化
| 论文题名： | 柴油机UreA-SCR系统仿真分析及结构优化 |
| 关键词： | 柴油机;氮氧化物;流场分析;结构优化 |
| 摘要： | 氮氧化物(NOx)作为柴油机有害排放物之一，其带来的环境问题日益受到人们的关注，针对其危害，国际海事组织(IMO)通过MARPOL公约附则Ⅵ修正案对船用柴油机氮氧化物排放值分阶段提出了具体要求，其中，第三阶段(TierⅢ)标准已于2016年正式生效。选择性催化还原(SCR)技术是满足第三阶段(TierⅢ)标准最有效的技术之一。SCR系统仿真分析对SCR系统设计及检验具有重要意义。本文对6105AZLD型柴油机试验台SCR系统进行建模仿真，从多个角度对仿真结果进行分析，并模拟催化剂及喷射系统结构参数对SCR系统的影响。具体如下: 首先，对SCR系统基本原理进行阐述，使用FIRE软件对6105 AZLD型柴油机试验台SCR系统建模，选取合理的数学模型及数值计算方法，通过试验及计算确定排气参数、喷射参数、化学反应动力参数，完成网格划分及求解器设置，为三维数值模拟奠定基础。 其次，对搭建好的模型运算求解。结果显示:喷雾液滴雾化效果与标定参数基本相符合;试验台仿真得到的SCR系统脱硝率与实验数据也基本相符，验证了模型的合理性。随后，分别从速度场、压力场、雾化效果、反应过程等角度对仿真计算结果进行分析:对压力场进行分析，得出SCR系统压降主要源自催化剂局部压力损失;通过喷雾粒径分布云图，分析了液滴雾化过程及规律;从NO随时间变化规律的角度，分析了NH3和NO在催化剂作用下发生选择性催化还原反应的过程。 最后，以试验台模型为基础，使用控制变量法，针对影响SCR反应的因素，从催化剂及喷射系统结构参数两个角度对SCR系统进行优化，依次分析催化剂及喷射系统结构参数对SCR系统的影响。以压降及NOx转化率为评价标准，验证催化剂设计的合理性;以混合均匀度及NOx转化率为评价标准，选出一组最优的喷射系统结构参数。 |
| 作者： | 杨奉阳 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 吴桂涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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