基于CFD耦合尿素分解机理的混合器性能评估

摘要

为评估排气后处理系统中混合器的性能,利用计算流体力学(CFD)耦合尿素分解详细机理建立柴油机排气后处理系统的三维数值模型.基于该模型计算尿素水溶液的蒸发和热解产物包括3种尿素分解副产物(缩二脲、三聚氰酸和三聚氰酸一酰胺)的形成过程,并利用尿素结晶和副产物的质量与分布、选择性催化还原(SCR)入口均匀性以及混合器前后压力差等指标评价两个不同结构混合器的性能.其中混合器1前后及底部各布置一块挡板,混合器2顶部布置旋流叶片.结果表明:湍流强度小且分布均匀的系统(如混合器1)尿素结晶质量多而液膜和副产物质量少,尿素结晶、液膜和副产物主要分布在混合器;局部湍流强度大且分布不均匀的系统(如混合器2)尿素结晶质量少而液膜和副产物质量多,尿素结晶和液膜分布在混合管和混合器,而副产物主要分布在混合管;混合器1的SCR入口NH_(3)均匀性好于混合器2,其前后压力差也小于混合器2.