Исследование эффективности очистки газов энергоустановок от вредных веществ с помощью фильтров-нейтрализаторов на базе авиационных методов и технологий

• Автор: Кутыш, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

ФН - фильтр-нейтрализатор,

СКД - система контроля и диагностики,

СХРПЖТ - система хранения, регулирования и подачи жидкого топлива, СРПСВ - система регулирования и подачи сжатого воздуха,

ЭСУ - электронная система управления,

ЭСЗ - электронная система зажигания,

КС - камера сгорания,

ФЭ - фильтрующий элемент,

КД - конструкторская документация,

ОГ - отработавшие газы,

ДВС - двигатель внутреннего сгорания,
ДИЗ - двигатель с искровым зажиганием,
ДД - дизельный двигатель,
ИО - исполнительный орган,
ЭМК - электромагнитный клапан,
РД - регулируемый дроссель,
РВ - регулируемый вентиль.
п - число оборотов ротора дизеля,
77шах _ максимально допустимое число оборотов ротора дизеля, п - относительные обороты,
Д - время задержки воспламенения смеси в КС,
іР - минимально допустимое время регенерации нейтрализатора,
Г)* - температура потока ОГ до КС,
Т - температура потока ОГ до ФЭ,
7"з - температура потока ОГ после ФЭ,
АТ*КС - перепад температуры ОГ на КС,
7ф, - температура ФЭ, определённая по пяти точкам на входе,
Тф2 — температура ФЭ, определённая по пяти точкам на выходе,
Тф ср - усреднённая температура ФЭ,
АТф - перепад температуры на ФЭ,
7]‘тах - максимально допустимая температура потока ОГ до КС,
Тзшах ~ максимально допустимая температура потока ОГ за ФЭ,
АТГФ - максимально допустимый перепад температуры между температурой
Т’зтах потока ОГ за ФЭ и усреднённой температурой Тф тела ФЭ,
Тф тах - максимально допустимая температура ФЭ при его регенерации,
Тф — температура ФЭ при регенерации нейтрализатора,
Р - давление перед ФЭ,
АРф - перепад давления на ФЭ,
Кых > Геых’ рвых> Кьи - соответственно скорость, приведенная скорость,
плотность и давление в выходном сечении из фильтра и площадь выходного сечения,
Р*г, Р*ъ - соответственно давление перед и за ФЭ,
Ов, Ог , (0ог) - расход воздуха и газа соответственно,
Оотв - расход газа через отверстия в стабилизаторе,
авьгх > °кс ~ коэффициент потерь давления в выходном сечении фильтра и в КС соответственно,
Гж - скорость потока ОГ вдоль конической стенки стабилизатора,
Г0 - скорость истечения струи,
¥р - потенциальная скорость истечения струи при отсутствии скользящего потока,
Укс, X кс, у кс, Ркс, Ркс - соответственно скорость, приведенная скорость,
плотность и давление на срезе стабилизатора КС и площадь сечения в этом срезе, асм - коэффициент избытка воздуха в смеси топлива и воздуха,
Рс - давление за стабилизатором,
КР - коэффициент давления за стабилизатором,
р, ц0 - коэффициент расхода перепускных отверстий (динамическая вязкость газа) при наличии и отсутствии скользящего потока соответственно, V - кинематическая вязкость,
8- пористость,
V, ¥ч, V , Рпор - объем тела, объемы, занимаемые частицами и порами, площадь, занимаемая порами соответственно, ит - средняя фильтрационная скорость газа,
Ь - толщина проницаемой пластины,
с1ц - средний эквивалентный диаметр частицы,
Яг - гидравлический радиус,
11е- число Рейнольдса,
Сф - коэффициент трения-сопротивления проницаемой пластины, р- плотность газа.

нейтрализатора. Катализатор с пониженным содержанием платины (0,4 г/л) был нанесен непосредственно на поверхность керамического фильтра [27].
Как промежуточный класс можно рассматривать фильтры-нейтрализаторы, в которых наряду с системами регенерации путем нагрева потока ОГ, используются химически активные вещества в качестве селективных добавок (например, ацетилацетон, аммиак), позволяющих дополнительно активизировать процесс окисления СО, СхНу и сажи на каталитической поверхности ФЭ при более низкой температуре ОГ.
Такие фильтры создала фирма «Mercedes Benz» [28] и фирма «Deutz» [29].
1.1.6. Моделирование процессов горения в камере сгорания энергоустановки
Математическое моделирование процессов теплообмена в КС ДВС имеет большое значение, т. к. он, прежде всего, влияет на коэффициент полезного действия двигателя, эмиссию вредных веществ, термические напряжения в элементах конструкции. Кроме того, от характеристик теплообмена зависят пределы устойчивой работы ДВС и, в частности, режим работы на бедных смесях, условия детонации, пусковые характеристики.
Математическое моделирование процессов горения топлив и теплообмена в КС ДВС проводилось многими авторами, однако отметим работы только, на наш взгляд, наиболее интересные [29-31].
В работе [29] описывается математическая модель форкамерного ДВС. В координатах Лагранжа и Эйлера для одномерного турбулентного потока в КС переменного сечения решались уравнения движения при использовании простой модели химической кинетики. Цель расчета по предложенной математической модели состояла в определении фронта пламени, температуры, давления и концентраций газообразных вредных веществ как функций координат, времени и различных конструктивных параметров. Движение газа из форкамеры в основную камеру рассматривается в более строгой двумерной постановке, а точнее, в осесимметричной постановке. Показано образование области вихревого течения и