内燃机工程

作者：杜慧勇,任思铭,李可,李民,杨自冬,尤子豪

单位：河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003,河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003,固安迪诺斯环保设备制造有限公司,廊坊 065000,河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003,河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003,河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003

关键词：柴油机,选择性催化还原,尿素水溶液,喷雾,仿真,

基金：国家重点研发计划项目（2016YFD0700700）

为探究影响柴油机排气管尿素水溶液（urea water solution， UWS）雾化效果的因素，搭建了UWS喷射试验台架，通过激光粒度仪测得尿素液滴粒径分布，并运用Rosin-Rammler 函数对试验获得的累积粒径分布进行非线性拟合，利用计算流体力学（computational fluid dynamics， CFD）软件对柴油机负荷工况、UWS喷射温度和排气管壁温3种不同因素对UWS喷雾雾化特征、NH3浓度分布及液膜形成的影响进行仿真计算。结果表明：低负荷工况下的排气流量和温度低，UWS喷入量少，尿素液滴分解NH3的速率较低，80 ms时刻NH3主要分布在排气管中游；中高负荷工况，排气温度高、UWS喷入量多，有利于尿素蒸发热解生成NH3，该时刻NH3浓度区域偏离轴线，贴近排气管上表面；喷雾液滴粒径随UWS喷射温度的升高而减小，范围在1~12 μm，空间内NH3浓度小幅增加，液膜沉积率随喷射温度升高显著降低；排气管壁温对UWS喷雾液滴粒径和蒸发热解速率影响较大，壁温升高加快了液滴粒径减小的速度，当壁面温度为473 K时，150 ms时刻下液滴粒径主要集中在30 μm以下，附着壁面的液膜厚度明显减小直至消失，尿素结晶问题得以改善。

来源：2023年第6期

《内燃机工程》期刊编辑部

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