Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô phỏng bộ chuyển đổi xúc tác oxy hóa cho quá trình xử lý sau trong động cơ diesel
Tóm tắt
Trong hệ thống xử lý khí thải của động cơ diesel trên phương tiện giao thông, bộ chuyển đổi xúc tác oxy hóa diesel (DOC) được sử dụng để tinh chế các hydrocarbon (HC) bao gồm dư lượng dầu và nhiên liệu, và Carbon Monoxide (CO) từ khí thải. Khí thải chảy qua bộ chuyển đổi DOC trải qua các phản ứng hóa học để oxy hóa CO và các HC hình thành do quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Các tính chất phản ứng, đặc điểm hình học và các thuộc tính nhiệt là những yếu tố thiết kế cơ bản của một bộ chuyển đổi DOC. Luồng khí thải qua bộ chuyển đổi với những thuộc tính này có thể được mô tả bằng một mô hình toán học được đưa ra bởi các Phương trình Vi phân Từng phần (PDEs). Trong nghiên cứu này, một chương trình mô phỏng để giải các PDE mô tả mô hình toán học của bộ chuyển đổi DOC đã được phát triển. Các PDE được giải bằng Phương pháp Thể tích Hữu hạn (FVM) cho các yếu tố thể tích và một phương pháp ngụy biện cho các bước thời gian. Sử dụng nghiệm của PDEs, sự giảm CO và HCs ở đầu ra của bộ chuyển đổi đã được tính toán. Do đó, mô hình của chúng tôi có thể được sử dụng để mô phỏng, hoặc thiết kế các bộ chuyển đổi DOC và dự đoán sự giảm CO và HCs từ các bộ chuyển đổi DOC.
Từ khóa
#Bộ chuyển đổi xúc tác oxy hóa #động cơ diesel #phương trình vi phân từng phần #mô phỏng động học #xử lý khí thảiTài liệu tham khảo
Baumann, W. W., Bunge, U., Frederich, O., Schatz, M. and Thiele, F. (2006). Manuskript zur Vorlesung: Finite-Volumen-Methode in der Numerischen Thermofluiddynamik. Institute of Fluid Mechanics and Technical Acoustics. Technical University of Berlin. Germany.
Chatterjee, D., Burkhardt, T., Rappe, T., Güthenke, A. and Weibel, M. (2009). Numerical simulation of DOC+DPF+SCR systems: DOC influence on SCR performance. SAE Int. J. Fuels and Lubricants 1, 1, 440–451.
Kabir, M. N., Issa-Salwe, A. and Ahmed, M. (2010). Modelling and simulation: Implementing selective catalytic reduction catalyst for removal of nitrogen oxides from exhaust gas of combustion engines. Int. J. Vehicle Systems Modelling & Testing 5, 4, 358–378.
Kaefer, S. (2004). Trochenharnstoff-SCR-System und Betriebsstrategie für Fahrzeuge mit Dieselmotor. Ph.D. Dissertation. Faculty of Mechanical and Process Engineering. Technical University of Kaiserslautern. Germany.
Koltsakis, G. C. and Stamatelos, A. M. (1997) Catalytic automotive exhaust after-treatment. Progress in Energy and Combustion Science 23, 1, 1–39.
Lafossas, F., Matsuda, Y., Mohammadi, A., Morishima, A. Inoue, M., Kalogirou, M., Koltsakis, G. and Samaras, Z. (2011). Calibration and validation of a diesel oxidation catalyst model: from synthetic gas testing to driving cycle applications. SAE Int. J. Engines 4, 1, 1586–1606.
Lepreux, O. (2009). Model-based Temperature Control of a Diesel Oxidation Catalyst. Ph.D. Dissertation. ICMS — Information. Communication. Modélisation et Simulation. Mines Paristech.
Lepreux, O., Creff, Y. and Petit, N. (2012). Model-based temperature control of a diesel oxidation catalyst. J. Process Control 22, 1, 41–50.
Montenegro, G. and Onorati, A. (2009). 1D thermo-fluid dynamic modeling of reacting flows inside three-way catalytic converters. SAE Int. J. Engines 2, 1, 1–16.
Onorati, A., Ferrari, G., D'Errico, G. and Montenegro, G. (2002). The prediction of 1D unsteady flows in the exhaust system of a S.I. engine including chemical reactions in the gas and solid phase. SAE Paper No. 2002-01-0003.
Press, W. H., Teukolsky, S. A., Flannery, B. P. and Vetterling, W. T. (1992). Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing. 2nd edn. Cambridge University Press. Cambridge.
Salomons, S. (2008). Kinetic Models for a Diesel Oxidation Catalyst. Department of Chemical and Materials Engineering. University of Alberta. Canada.
Salomons, S., Hayes, R. E. and Votsmeier, M. (2009). The promotion of carbon monoxide oxidation by Hydrogen on supported platinum catalyst. Applied Catalysis A: General 352, 1–2, 27–34.
Sampara, C. S., Bissett, E. J. and Assanis, D. (2008). Hydrocarbon storage modeling for diesel oxidation catalysts. Chemical Engineering Science 63, 21, 5179–5192.
Smith, J. M., Van Ness, H. C. and Abbott, M. M. (2005). Introduction of Chemical Engineering Thermodynamics. 7th edn. McGraw Hill Higher Education. New York.
Stiesch, G. (2003). Modeling Engine Spray and Combustion Processes. Springer. New York.
Voltz, S. E., Morgan, C. R., Liederman, D. and Jacod, S. M. (1973). Kinetics study of carbon monoxide and propylene oxidation on platinum catalysts. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 12, 294.
Wang, T. J., Baek, S. W. and Lee, J.-H. (2008). Kinetic parameter estimation of a diesel oxidation catalyst under actual vehicle operating conditions. Industrial & Engineering Chemistry Research 47, 8, 2528–2537.