发动机催化转化器结构优化及CFD模拟

来源：中国农机化学报杂志2020年第5期北京时间：

作者：张建平;申欣;左青松;龚曙光;王树森;

单位：湘潭大学机械工程学院;

摘要：为提高发动机催化转化器内部流体的流动均匀性,同时减小其压力损失,通过改进传统催化转化器的入口管和扩张管结构,并在扩张管内加装优化设计的新型导流装置,设计一种新型催化转化器结构。通过利用CFD软件分别对传统和新型催化转化器进行二维建模和流场对比分析,讨论新型扩张管和导流装置以及载体孔密度对催化转化器内部速度和压力分布的影响,并验证优化后的催化转化器结构的可行性和优越性。结果表明:相比传统催化转化器,优化后的新型催化转化器的载体前端具有较高的流动均匀性和较低的压力损失。在不同入口速度和载体孔密度条件下,新型催化转化器载体入口端部的流动均匀性系数分别均在0.94和0.95以上,同比分别高于传统催化转化器约5.2%～10.9%和4.9%～8.8%,且其平均压力损失同比分别下降约5.2%～7.4%和5.2%～6.9%,可见新型催化转化器能有效提高载体的利用率和使用寿命。

关键词：催化转化器;CFD模拟;计算流体力学;流动均匀性;压力损失

基金资助：湖南省自然科学基金项目(2016JJ3120);; 湖南省教育厅一般项目(18C0087)