Д.т.н.
Ибатов М.К., Пак И.А., Шалаев В.В., Кенесов О.М.
Карагандинский государственный технический
университет, Казахстан
Факторы, влияющие на изменение газодинамического
сопротивления в нейтрализаторах
выхлопных газов
автотранспортных средств
Важной
характеристикой эффективности работы каталитического нейтрализатора (КН)
вредных компонентов выхлопных газов автотранспортных средств является газодинамическое
сопротивление реактора КН. Газодинамическое сопротивление 
складывается из разностей
давлений, начиная от входного сечения реактора до сечения при выходе из него.
Так как обычно реактор КН моделируется в виде однородного поля, то
газодинамическое сопротивление определяется как
разность давлений газа на входе и выходе из реактора нейтрализатора.
На
основе разработанной нами модели был проведен расчет газодинамического сопротивления
реактора КН на всех режимах по давлению 
и скорости 
газа на входе в
реактор. Кроме того, при моделировании учитывался широкий диапазон изменения геометрических
параметров реактора.
Так,
длина реактора 
варьировалась в
пределах от 0,08 до 0,15 м. Величина, характеризующая дополнительное
пространство 
, варьировалась в пределах от 0 до 0,06 м. К началу работы
реактора порозность катализатора принималась равной 
0,45.
В
качестве входных параметров газа, определяющих режим работы дизельного двигателя,
принимались давление и скорость газа на входе в реактор.
На
рисунке 1 приводится зависимость газодинамического сопротивления реактора от давления газа на входе в
реактор при = 6 м/с, 
0,08м и 
0,04 м. Из рисунка
видно, что небольшое увеличение входного давления влечет существенное
увеличение газодинамического сопротивления. Заметим, что при небольших
значениях давления газа на входе в реактор влияние
размеров дополнительного пространства , которое варьировалось от 0 до 0,06 м, незначительно, и
вышеуказ от для других значений,
кроме 0,04 м, отдельно не
приводится.
На
рисунке 2 приведены графики зависимости газодинамического сопротивления от давления газа на входе в реактор для
различных значений входной скорости газа . При этом
геометрические размеры реактора взяты постоянными, а именно 0,04 м, 0,08 м. Из рисунка видно, что для всех режимов по скоростям,
с ростом входного давления газодинамическое сопротивление
возрастает. Причем для
больших значений скорости газодинамическое
сопротивление также имеет большее значение. Графики на рисунке 2 практически
параллельны друг другу, что говорит об одинаковом характере изменения
газодинамического сопротивления при всех значениях входной скорости .
Далее
моделировалось изменение газодинамического сопротивления от давления при разных значениях
длины реактора. Результаты
показывают, что с увеличением длины реакционной зоны увеличивается и газодинамическое
сопротивление, а также его градиент (скорость изменения). Для всех режимов по
длине реактора наблюдается резкий рост газодинамического сопротивления с ростом
входного давления.
Таким образом, полученные при моделировании результаты
расчета газодинамического сопротивления реактора КН позволяют сделать следующие
основные выводы: наибольший вклад в изменение газодинамического сопротивления реактора вносит давление
газа на входе в
реактор КН; остальные параметры на величину газодинамического сопротивления
реактора оказывают значительно меньшее влияние;
полученные зависимости изменения газодинамического сопротивления
целесообразно использовать при выборе конструктивных схем и геометрических
параметров КН.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
102 104
106 108 110 112 114 116 118 кПа
122
Р ВХ
Рисунок 1 - Изменение
газодинамического сопротивления в зависимости
от давления газа на входе в
реактор нейтрализатора.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
102 104
106 108 110 112 114 116 118 кПа
122
Р ВХ
Рисунок 2 - Зависимости
газодинамического сопротивления от входного
давления газа при разных
скоростях газа на входе в реактор.