废气柴油重整器预混合过程的数值模拟.pdf

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1、第23021卷5年第6月3期内燃机与动力装置I．c．E＆PowerplantVol_32No．3Jun．2015【模拟计算】废气柴油重整器预混合过程的数值模拟朱婉。左承基(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：柴油废气重整是指柴油机废气、水蒸汽和柴油蒸汽在高温低压的环境下，通过催化剂的作用发生重整反应，生成氢气、甲烷和一氧化碳的过程。废气、水蒸汽和柴油蒸汽预混合的好坏直接关系着重整器中的催化反应，影响着氢气、甲烷和一氧化碳的生成量，所以要求混合气进入重整器之前混合要充分且均匀

2、。本文利用FLUENT软件对废气、柴油蒸汽和水蒸汽的预混合过程进行了模拟，通过对六种不同类型的预混合模型模拟并分析，找出最佳的废气柴油重整器预混合模型。关键词：柴油废气重整；预混合；数值模拟中图分类号：TK4245文献标志码：A文章编号：1673—6397(2015)o3—0057—05PremixingProcessSimulationofDieselExhaustReformingZHUWan，ZUOCheng—ji(SchoolofMachineryandAutomotiveEngineer

3、ing，HefeiUniversi~ofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Dieselexhaustreformingistheprocess，inwhichacatalyticreactionoccurswithitsreactantsasdieselexhaustgas，watervaporanddieselsteamanditsproductsasH2andCOundertheconditionsofhi【ghtemperatureandlowpre

4、ssure．However，themixtureofdieselexhaustgas，watervaporanddieselsteamhasadirectrelationonthecatalyticreactioninthereformer，affectingthegenerationofhydrogen，methaneandcarbonmonoxide．Inthisway，themixturewhichisinjec—tedintothereformershouldbepremixedfully

5、anduniformly．Thispapersimulatesthepremixingprocessofdieselexhaustgas，watervaporanddieselsteamintheblenderbasingonFLUENTsoft-ware．Afteranalysisonthenumericalsimulationresultsofsixdifferenttypesofpremixed，thede-siredpremixedmodelofthedieselexhaustreform

6、edisfound．KeyWords：DieselExhaustsReforming；Premixed；NumericalSimulation引言1问题的提出本文介绍了重整制氢的背景、发展现状以及反氢气具有着火能量小、扩散系数大、火焰传播速应原理，同时描述了研究废气柴油重整器预混合过度快、着火界限宽等优点，被认为是内燃机理想的程内的流场的必要性并着重对不同预混合模型进行代用燃料_1]。目前碳氢燃料的化学重整制氢技术了数值模拟，通过对六种不同类型的模型模拟结果已日益成熟，在许多领域都有其应用。文献2

7、提出分析得出最佳的预混合模型。一种柴油废气重整概念，将燃料重整与柴油机废气余热利用结合起来，其本质是在燃料重整器中引入柴油和废气，实时产生氢气和一氧化碳(废气柴油作者简介：朱婉(1991一)，女，硕士研究生，主要研究方向为内燃机工作过程。收稿日期：2015—01一o9内燃机与动力装置2015年6月重整气)，然后导入进气管，参加下一个循环缸内燃催化剂。烧，以实现车载柴油机降低有害排放的需要2J。柴2．2模拟计算有关参数的设置油废气重整的关键是混合气进入重整器之前要混合本文所研究的预混合模型是与车载重

8、整制氢装的充分且均匀，因此本文利用FLUENT软件对废气置配对作用于S195型柴油机进行的，根据S195型柴油重整器预混合过程内部流场进行数值模拟并分柴油机掺氢燃烧的试验研究，以1．5％的掺氢比例析，以观察其混合气体的混合均匀性、速度流场分布为宜，掺氢比例是指掺入的氢气量占柴油机进气量规律及特点。的百分比。S195型柴油机的主要技术参数如表1所示2废气柴油重整制氢系统及相关参数的计算表1S195型柴油机主要技术参数2．1废气柴油重整制氢系统型号ZS195本文是基于如下图所设计的柴油