Методы имитационного моделирования течения выпускных газов в фильтроэлементах

• Автор: Семёнов, Борис Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Перечень сокращений и основных обозначений:
СВС - самораспространяющийся высокотемпературный синтез ОГ - отработанные газы;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
АРМ - автоматизированное рабочее место;
ЗДМ - закон действия масс;
V - объёмный расход ОГ, м3/с;
I - длина фильтра, м;
в - часовой объёмный расход топлива, м3/ч;
Т - температура, К;
р - динамическая вязкость смеси, Па с;
Кп - коэффициент адсорбции;
5ст - толщина многослойного фильтра, м;
5а - толщина слоя адсорбции, м;
V - скорость потока отработанных газов, м/с;
V „ - объём пор, м3;
*Р - пористость;
8 у* - удельная поверхность, м2/кг. ;
К - проницаемость пористой среды, дарси(0,9869 10-12 м2);
8 - толщина пористой перегородки, м;
0п - поровая скорость, м/с; г] - кинематическая вязкость, м2/с; р- плотность газа, кг/ м3 ; р - давление, Па;
0 - скорость фильтрации газов, м/с;
Яе - число Рейнольдса;
X - коэффициент гидравлического сопротивления; г - радиус поры, м;
В;к - коэффициент кнуцсеновской диффузии, м2/с;
Оу - коэффициент взаимной диффузии, м2/с;
J - поток смеси газа , м2 • с, й — средняя скорость молекул, м/с;
П) - относительная концентрация - компоненты смеси; кв - постоянная Больцмана, Дж/К;
Ыа - число Авогадро, 1/моль;

- молярная масса 1 - компоненты, ;

Я - универсальная газовая постоянная, ——---------;
моль-К
с/. газокинетические диаметры молекул компонет, м; т, - массы молекулы компоненты -1, кг;

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ ФИЛЬТРАЦИИ В ПОРИСТЫХ СТРУКТУРАХ ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТОВ, В ТОМ ЧИСЛЕ ПОЛУЧЕННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА
1Л. Теория и механизмы СВС -технологий
1.2. Исходные материалы для фильтро-элементов по СВС-технологии
1.3.Процесс фильтрации в пористых структурах фильтров-нейтрализаторов.
1.4. Структурные характеристики СВС-элементов
1.5.Гидравлические свойства СВС-элементов
1.6. Фильтрации газов в пористых элементах цилиндрической формы
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МАССОПЕРЕНОСА В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
2.1. Математические модели процессов массопереноса в пористых средах
2.2. Модель запылённого газа многокомпонентной смеси
2.2.1. Режимы течения газа
2.3. Математическая модель многокомпонентной смеси
2.4. Математическая модель многокомпонентной смеси ОГ
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ НАХОЖДЕНИЯ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫПУСКНЫХ СИСТЕМ БЕНЗИНОВЫХ ДВС
рассмотрим фильтрацию моногокомпонентной смеси газа через блок цилиндров малого диаметра.
Рассмотрим удельная пропускная способность перегородки через внешнюю поверхность Рп как отношение производительности фильтрации ©Тн к толщине слоя Н цилиндрической перегородки:
о _ 0* К = кр
Н - м ^
г‘ . (1.44)
Тогда для каждого слоя цилиндрического блока можно получить следующие соотношения:
^ 2л■ К2 (ргр2) „ 2л- Кг (р3-р3)
_ 2тт. к, (рн~Рі) в- ~
д = —-4- ; р 1п^ р
1п — Г,
Суммируя разности давлений для каждого цилиндра, получим разность давления для блока:
А р-Я-И 2а
1п 1±. іпіі

(1.45)
Тогда перепад давления в многослойной цилиндрической перегородке можно представить следующим образом: