脱铝分子载体再生MnCo2O4催化剂对汽车尾气中的一氧化碳(CO)进行控制外文翻译资料

 2022-07-15 02:07

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英文文献翻译译文(1)

辅助信息

脱铝分子载体再生MnCo2O4催化剂对汽车尾气中的一氧化碳(CO)进行控制

P.S.阿鲁纳,B.P.兰吉特, S.M.A谢伯利

化学系,喀拉拉邦大学,Kariavattom校区,喀拉拉邦蒂鲁文南特布勒姆,695 581印度。

印度喀拉拉邦特里凡得琅工程学院机械工程系695 516印度。

S1与沸石对比的低CO吸附能的计算证据

我们的初步计算研究结果证明,DAZMS上CO的吸附能量与沸石相比较低。 选择孔隙率为5A的沸石(ZSM-5)用于计算研究。 对ZSM-5和脱铝ZSM-5进行CO吸附研究。

S1 a.计算方法和模型

所有计算均使用Gaussian 09程序包中的ONIOM方法的标准实现来执行。 对于所研究的所有聚类,使用ONIOM(M06L / 6-31 G **:MNDO)方法进行全几何优化。 我们已经考虑了由Mynsbrugge等[J.V. Mynsbrugge,K.Hemelsoet,M.Vandichel,M.Waroquier,V.V.Speybroeck,J.Phys.Chem. C,116(2012),5499]所做的研究。

本研究中使用的ZSM-5被模拟为(AlSi45H49O68)簇。 并将脱铝沸石建模为(Si45H48O68)簇。

S1 b.优化ZSM-5和脱铝ZSM-5的结构

A B

图S1-1 A.ZSM-5的优化结构B.脱铝ZSM-5

S1 c.CO对ZSM-5和脱铝ZSM-5的吸附能

通过使用该方程计算CO在ZSM-5和脱铝的ZSM-5上的吸附能

Eads = Esystem – ( Ecluster Eadsorbate).

CO在脱铝ZSM-5上的吸附能计算为-4.83千卡,脱铝沸石计算为-1.30千卡。 证实了脱铝沸石的CO吸附能力小于沸石的CO吸附能力。

S2在没有DAZMS和MnCo2O4 / DAZMS存在下,对DAZMS,MnCo2O4合成的BET分析

DAZMS的BET分析表明其具有10.12m/ g的表面积。 BET等温线如图S2-1所示。 如图S2-2所示,不含DAZMS制备的MnCo2O4具有5.48mu;m/ g的最小表面积。 但MnCo2O4 / DAZMS具有非常高的表面积137.65 m/ g,BET等温线如图S2-3所示。

图S2-1 DAZMS的BET等温线

图S2-2在不存在DAZMS的情况下合成的MnCo2O4的BET等温线

图S2-3 MnCo2O4 / DAZMS的BET等温线

S3发动机运行条件催化活性分析

使用印度ATUL Group of industries的四冲程柴油发动机分析催化剂的性能。 发动机技术规格如S3表1所示。由Nevco Engineers Pvt。Ltd.制造的CO气体分析仪。 也使用型号KM900PLUS。 将DAZMS负载的催化剂填充在铁管中,然后将催化剂室与实际发动机的排气装配在一起。 在实际和模拟条件下连续监测性能。 发动机的排气管线连接一根5米长的铁管,催化剂腔连接在末端。 在排气管线的一些部分周围设置冷却水供应系统,使得沿排气方向产生平行的冷却水流。 转子流量计连接到冷却水源以控制水流量。 排气管线的另一部分可以通过炉子加热。 全催化效率分析的操作条件如下:

S3-表1发动机规格

缸径

85毫米

行程

110毫米

活塞排量

553厘米3

余隙容积

36.87立方厘米

额定功率

在1500转时3.7kw

孔径

15毫米

额定转速

1500转/分钟

S3 a.MnCo2O4 / DAZMS效率分析的操作条件随时间的变化

一旦发动机启动后,为了获得稳定的排气状况运行了半小时,并分析了活动。 连续监测催化剂的CO转化能力15小时。 NOx的平均浓度为98ppm,HC的平均浓度为36ppm。 发动机在空载状态下以1500rpm的速度运转。 通过使用转子流量计系统监测平均温度维持在155℃。

S3 b.MnCo2O4 / DAZMS效率分析的运行条件与月份时间的函数关系

为了发现催化剂的老化作为时间的函数,将其保存在汽车发动机中7个月。 发动机每天平均运行6小时,并且连续不间断地运行。 它像普通的汽车发动机一样工作。 但是在数据采集的时候,空载条件下的运行条件是相同的,即:平均排气温度:155℃,1500转/分钟,平均CO入口浓度为243ppm。

S3 c.MnCO2O4 / DAZMS效率分析的操作条件与CO浓度的函数关系

通过调节机构将发动机的转速保持恒定在1500rpm时,通过对发动机施加不同的负载来增加CO的浓度。 通过调节冷却水的流量将温度保持在165℃的平均温度。

S3 d.MnCo2O4/DAZMS效率分析的工作条件作为温度的函数

废气的温度在进入催化剂室之前,通过熔炉的方式增加了。在无负载情况下,平均排气浓度为240 ppm,发动机转速为1500 rpm。

S4当前催化剂在NOX和HC存在下的CO氧化选择性

通过对发动机施加不同的负载(平均排气温度为165℃,发动机转速为1500rpm)研究催化剂的CO氧化能力随着NOx和HC浓度的变化。 在这些条件下,发现平均HC浓度从36到55ppm变化。 但催化剂的活性没有显著变化,而NOx和HC的浓度变化。 该观察证实MnCo2O4 / DAZMS催化剂对CO而不是NOX和HC具有选择性。 该图显示了在存在NOx的情况下CO氧化的选择性。

图S4-1在平均排气温度为165℃时,在不同浓度的NOx存在下,在1500rpm的转速下,在这种条件下,HC浓度从36ppm变化到55ppm时,CO的氧化百分比。

英文文献翻译译文(2)

调查轻型车辆近尾流区域的废气扩散

何红迪魏时魏振珍

摘要:随着城市化进程的加快和城市车辆数量的快速增加,城市交通引起的空气污染问题近年来倍受关注。在这项研究中,我们试图调查使用计算流体动力学方法从排气管排出废气,在不同情况下模拟了车辆尾气中心线上的时间平均CO2浓度,速度和温度分布,计算结果与实验数据吻合较好,验证了数值模型是研究车辆近尾流区污染物扩散的有效方法。 在此基础上,对数值模拟进行了扩展,以探索发射浓度,发射方向和入射速度对流动和CO2色散的影响。 输出结果表明,排放浓度可能会改变车辆近尾流区域的污染水平,而排放方向可能会改变车辆排气尾流的扩散方向,发现进入速度对由于车辆后面的诱发旋涡和湍流引起的污染物的扩散具有主要影响,预计这些发现将为评估提供重要见解,优化移动源排放的设计和控制策略。

关键词:排气弥散、近尾流域、车辆尾气、计算流体动力学(CFD)

  1. 引言

在靠近路边的地方生活或消费大量时间的人群日益增多,因此暴露于与交通有关的污染物(HEI2010)中。 在5000名成年人的队列中随访8年,发现心肺死亡率与居住在主要道路附近有关(Hoek et al 2002)。 健康研究还显示,居住在主要高速公路附近的儿童发生哮喘的风险升高和肺功能降低(Kunzli et al 2003; 布鲁日等人 2007)。 因此,研究汽车尾气中的废气扩散是非常必要的,这对于评估人体暴露量至关重要。

废气扩散是一个复杂的过程,近年来备受关注(Sharma和Khare 2001; Sagrado等人 2002;董和陈 2006; Kanda等人 2006; Albriet等人2010; Hathway等人2011; Aliyu等人2014;金和贝克 2003;穆罕默德 2013; Ge#39;rardin等人。2014; Carpentieri等人 2011)。为了更好地理解它,已经提出了许多方法,例如野外观测和测量,实验室建模和计算流体动力学(CFD)模型来研究它。 其中,广泛应用于工业和研究领域的CFD模型已被开发和验证,作为一种成本效益分析法,特别是车辆附近的车辆。Kim等人(Kim和Baik2003)开发了一个三维数值模型,结合k-ε湍流模型来研究重型卡车尾气中二氧化碳(CO2)的扩散。 穆罕默德(2013)采用了类似的方法来探讨街道形态对城市峡谷车辆废气污染物扩散的影响。Ge#39;rardin等人(2014)采用RNG k-ε模型来研究孤立旋转车轮近尾流处的粒子扩散。通过高时空分辨率,CFD模型可以提供更全面的流量和污染物传输现象信息(Carpentieri et al2011)。

在这项研究中,我们计划应用CFD模型来研究车辆排放的尾气扩散。我们关注单车配置,并讨论车辆近尾流区域污染物扩散的可能影响因素。使用ANSYS CFX软件生成单车道隧道的非结构化计算网格。采用雷诺应力传递模型和k-ε湍流模型模拟气流形态和污染物浓度。为简单起见,我们假设没有环境风和车辆发动机没有热通量,尽管它们都预计会对扩散行为产生显著影响。 本文的结果也有望为理解街道峡谷车辆污染物的扩散提供有用的信息。

  1. 一般方法

2.1测量

实验在公交车进行的,香港著名的步行购物中心停车场,停车位是一个封闭的区域,很少受风、邻近车辆和其他环境因素的影响。因此,测量数据相对适合于验证数值模型的性能。在实验中,通过Q轨道模型7565仪器采集CO2浓度以及温度和速度数据。Q型7565型是一款便携式手持式通气测试仪,设计用于各种插入式探头。 探头允许用户通过简单地插入具有最适合特定应用的特征和功能的探头来进行各种测量。 在本文中,仪器被放置在排气管出口处以监测排气(图1.a)。在车辆排气口下游布置了6个位置,并在实验中重复测量三次(图1.b)。每个实验历时1分钟,测量数据平均3次。

2.2数值模型

众所周知,CFD的基础是Navier-Stokes(N-S)方程组,用适当的平均速度和压力表示湍流,使其适用于数值求解而无需过多的计算开销。常规且仍然最广泛使用的方法是雷诺平均法,其中N-S方程被变换为雷诺平均Navier-Stokes(RANS)集(Gosman1999)。在RANS方法中,引入湍流闭合方案来模拟所有湍流运动。 此外,标准k-ε模型(Launder和Spalding1974),这是广泛和实际有用的,被采用的解决方案。 虽然标准k-ε模型在预测建筑物周围的尾流现象方面存在一些问题,例如高估了迎风角周围的湍流动能(Murakami et al 1988),但它在风力工程领域的可靠性仍然显示出一定的优势(Murakami,1990)和空气污染物扩散分析(Huang et al 2000; Sahlodin等人2007; 蔡和陈2004).

控制质量和动量的方程,风流的输送如下图所示:

连续性方程 (1)

动量方程 (2)

其中是主流体的密度,U是速度平均值,是湍流的有效粘度,是修正压力,B是体力的总和。

k-ε模型与零方程模型一样,基于涡流粘度概念,因此:

(3)

其中是运动粘度,是湍流粘度。模型假定湍流粘度与湍流动能和耗散通过如下关系相联系:

(4)

图1 a测量仪器和b测量位置

是一个常数。k和ε的值直接来自湍流动能和湍流耗散率的微分输运方程:

(5)

(6)

其中,,和是常数。 参数Pk是由于粘性和浮力引起的湍流产生,其使用如下模型:

(7)

上面等式中的术语基于“冻结应力”假设,该假设防止k和ε的值通过冲击变得太大,随着网格在冲击下被细化,情况

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