梅德纯，刘智鑫

(1.江苏省交通技师学院汽车系，江苏镇江　212006；2.江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江　212013 )



转化器单孔道内的表面催化化学反应

梅德纯1，2，刘智鑫2

(1.江苏省交通技师学院汽车系，江苏镇江212006；2.江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013 )

摘要：基于三效催化转化器内部化学反应机理以及化学动力学模型，使用大型通用计算流体力学软件FLUENT进行数值仿真。建立转化器圆形与方形2种单孔道三维模型，通过数值模拟得到尾气各组分的质量分布、组分转化率随孔道长度的变化关系以及不同流速下各组分的转化率。研究结果表明：催化转化器单孔道内的催化化学反应主要发生在中前端，后端转化率很低，且圆形孔道各组分的转化率高于方形孔道。2种孔道内CH4、CO的转化率先上升而后保持不变，H2的转化率先上升后下降。气流速度越高，各组分的转化率越低，催化转化器载体边缘处组分的转化率高于中心处。

关键词：化学反应机理；化学动力学模型；计算流体力学；FLUENT；转化率

汽车发动机尾气催化转化器载体表面上分散涂敷催化剂颗粒，而催化剂的选择与燃油类型、发动机运行状况及需要处理的排放物等密切相关。汽油机通常使用三效催化转化器(TWC)，目的是将排气中的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)氧化成无害的水蒸气和氧气，同时将排气中的氮氧化物(NOx)还原成无害的氮气和氧气。为了获得最大的催化转化率，TWC须在接近化学计量比(过量空气系数为1)的模式下运行[1-4]。……