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柴油機后處理過程氧化催化轉(zhuǎn)換器仿真

在汽車柴油機后處理系統(tǒng)中，柴油機氧化催化轉(zhuǎn)換器（DOC）用于凈化石油和燃料殘留物中的烴類（HCs）成分,減少排放廢氣中的CO。廢氣經(jīng)過DOC，不完全燃燒產(chǎn)生的CO和HCs化合物會發(fā)生氧化反應。氧化反應特性、幾何形狀特性和溫度特性是DOC的基本設(shè)計元素。排放的廢氣通過具有這些特性的催化轉(zhuǎn)換器可以用一個偏微分方程式（PDEs）數(shù)學模型描述。開發(fā)了一個求解PDEs數(shù)學模型的仿真程序，PDEs通過體積元素的有限體積方法（FVM）和時間步長隱式方法求解。通過求解PDEs，計算了轉(zhuǎn)換器出口處的CO和HCs的減少量，因此所提出的模型可以用來仿真和設(shè)計DOC，預測CO和HCs的排放。

DOC在柴油機排放路線中的位置如圖1所示，其主要功能是減少廢氣中CO和HCs的含量。用于設(shè)計和控制的DOC模型包括許多假設(shè)和建模參數(shù)的估計，本模型基于氣體流動質(zhì)量和能量平衡基本定理，模型包括能量平衡方程中需要的焓積分方程，并通過5點高斯求積方法計算焓值。實際的DOC包含大量通道且作用很相似，因此在建模過程中只考慮一個通道。模型以丙烯代表HCs化合物進行建模。對模型進行了驗證，利用實際相同型號的DOC進行試驗，氣體溫度和DOC排氣口的CO、H2、C3H6的摩爾濃度等試驗數(shù)據(jù)與模型仿真結(jié)果相符合，驗證了模型的有效性。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2015年第2期

作者：M. N. Kabir et al

編譯：何云廷