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汽车催化转化器流场仿真分析研究
| 论文题名： | 汽车催化转化器流场仿真分析研究 |
| 关键词： | 汽车催化转化器;压力损失;流动均匀性;计算流体力学;数值模拟仿真 |
| 摘要： | 本文研究的对象为发动机排气系统中用于降低汽车有害物质排放的重要装置——催化转化器。催化转化器内部气流的流动过程十分复杂，既存在湍流，传热等现象，又存在化学反应，内部流场的流动性不均匀，易产生涡流区域以及流动分离的现象，从而导致流动过程中流动压力损失过大以及部分区域催化剂得不到充分的利用，不仅不利于节能环保，而且在降低了催化效率的同时也缩短了催化剂的使用寿命。因流场流动不均而导致的载体径向温度梯度过大，还会在载体内部产生很大的热应力，使载体发生热变形甚至损坏。 基于上述问题，本课题针对催化转化器内部流场的流动特征进行了仿真分析，以减小催化转化器流场压力损失，改进催化载体内部流场流动均匀性为目标，从汽车催化转化器的内部流场压力损失与流动特性入手，采用Pro/E软件建立催化转化器的流场实体模型，利用fluent软件通过CFD数值仿真的方法，对催化转化器内部流场的流动特性进行仿真分析，讨论了空速、催化转化器入口小管、入口扩张管、催化载体位置、出口收缩管等参数对于催化转化器内部流场的压力损失以及流动均匀性的影响，并通过添加导流装置对其结构进行了优化改进。 经仿真验证可知，各参数的改变对于催化转化器内部流场的压力损失和流动均匀性均存在一定的影响，其中入口扩张管锥角的参数变化对于其内部流场的流动特性影响最大，在催化转化器入口扩张管处添加导流装置，可以有效地改善催化转化器内部流场的流动均匀性。 通过对催化转化器内部流场的仿真分析，得出了不同参数对于催化转化器内部流场流动特征的影响规律，为改善催化器的工作效率，延长催化器的工作寿命提供了参考依据。 |
| 作者： | 黄鑫 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 隋天中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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