[发明专利]一种采用催化净化器压降试验优化CFD背压计算的方法

说明书

本发明涉及一种采用催化净化器压降试验优化CFD背压计算的方法，包括如下步骤；准备不同规格催化净化器的载体；制定载体测量试验大纲；在不同流量下进行试验，获得不同流量下载体压降△P和载体速度w的数据；整理试验获得的不同流量下的载体速度w、载体压降△P数据，采用Forchheimer压降公式拟合得到载体阻力系数；把载体阻力系数输入CFD压降公式中，能够获得任意工况下载体的压降值；本发明通过催化净化器压降试验来获得背压计算方法中的载体阻力系数，将载体阻力系数带入CFD背压计算方法，能够获得任意工况下更加准确的压降值，与试验的压降结果误差更小，能够更加准确地评估整个排气系统的背压。

技术领域

本发明涉及一种背压计算的方法，尤其是一种采用催化净化器压降试验优化CFD(Computational Fluid Dynamics)背压计算的方法，属于汽油机尾气后处理技术领域。

背景技术

为了满足尾气排放要求，在发动机后设置催化净化器，有害气体在载体内催化剂的作用下发生氧化还原反应，转化为无害气体，通过排气系统排放至大气中。整个排气系统的压力损失直接影响着发动机的动力性能，而催化净化器的压力损失占整个排气系统的比例较大，合理地控制催化净化器的压降十分重要。一般催化净化器的压降包括前端盖、载体、后端盖三个区域，其中载体的压降占比很大，一般在50％以上。目前可以通过CFD仿真计算的方式获取载体压降及整个排气系统的背压，但是目前采用CFD计算的压降结果与试验结果存在较大的误差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的净化器的缺陷，提供一种采用催化净化器压降试验优化CFD背压计算的方法，通过催化净化器压降试验优化的CFD背压计算方法，能够获得更加准确的压降值，与试验的压降结果的误差更小，能够更加准确地评估整个排气系统的背压。

为实现以上技术目的，本发明采用的技术方案是：一种采用催化净化器压降试验优化CFD背压计算的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一.准备不同规格催化净化器的载体；

步骤二.制定载体测量试验大纲；

步骤三.在不同流量下进行试验，获得不同流量下载体压降△P和载体速度 w的数据；

步骤四.整理试验获得的不同流量下的载体速度w、载体压降△P数据，采用Forchheimer压降公式拟合得到载体阻力系数；

步骤五.把载体阻力系数输入CFD压降公式中，最终能够获得任意工况下载体的压降值。

进一步地，所述步骤一中，不同规格载体为不同长度L、不同直径D、不同目数以及不同催化剂涂覆量的载体。

进一步地，所述步骤二中，所述载体测量试验大纲包括；试验设备、测试参数、测试条件和测试位置；

进一步地，所述试验设备包括冷流试验台、风速仪、压差传感器、信号采集器；所述测试参数为载体压降△P和载体速度w；所述测试条件为室温下不同流量；所述测点位置：在进气筒体的第一截面和出气筒体的第二截面圆周边缘均匀布置4个用于测试压力的测孔，在进气筒体的第一截面上半圆周边缘均匀布置2个用于测试速度的测孔。

进一步地，所述步骤三中通过信号采集器采集数据的过程中，风速仪为固定不动状态，且在测量数据稳定后再进行数据采集。

进一步地，所述步骤四中的压降计算公式为

其中，α为粘性阻力系数，β为惯性阻力系数，dp为载体两端压差，dx为载体轴向长度，w为载体轴向平均速度，ρ为气体密度，μ为动力粘滞系数。

进一步地，将载体的粘性阻力系数α和惯性阻力系数β输入到CFD压降计算公式中，能够获得任意工况下载体的压降值。