رضا ابراهیمی - استادیار دانشکده هوا و فضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
مسعود ضیا بشر حق - استادیار دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
مریم مهدی نژاد - کارشناس ارشد مکانیک، موتور خودرو

با توجه به بهران زیست محیطی در دنیا و با توجه به اینکه یکی از مهمترین وسایل آلاینده در جهان خودروها می باشند نیاز به استفاده از روش هایی برای کاهش آلایندگی به شدت احساس می شود. یکی از این روش ها استفاده از کاتالیست کانورتر می باشد. برای بالا بردن کارایی کاتالیست کانورتر می باشد. برای تحلیل جریان و سینیتیک شیمیایی گازهای داخل کاتالیست، مدلهای مختلفی ارائه شده است. مشکل اساسی در مدلسازیها، پیچیدگی واکنشهای شیمیایی و نرخ واکنشها است. در این مقاله از یک مدل کاتالیست کانورتر دو بعدی استفاده شده است. حل دو بعدی مسئله به صورت تقارن محوری بوده و برای سهولت کار کانالهای غیر سیلندری کاتالیست به صورت کانالهایی با سطح مقطع یکنواخت، طول یکنواخت و سیلندری در نظر گرفته شده است. از دیفیوژن در امتداد محوری صرفنظر شده و فرض می شود که هیچ واکنشی درون گاز روی نمی دهد، و تمام واکنشها روی سطح انجام می شود. برای حل دما و غلظت از روش NTU استفاده شده است، و از سینتیک 9جزئی و 5 واکنشی، برای مدلسازی احتراق بهره گرفته شده است. در این سینتیک، تولید و یا مصرف آلاینده های HC(CH4,C3H6),NO,CO لحاظ و منحنی راندمان تبدیل آلاینده ها در خروجی از کاتالیست، بر حسب زمان ترسیم شده است. علاوه بر این، توزیع لحظه ای دما در کاتالیست تعیین شده و ملاحظه شده است که با گذشت زمان، دما افزایش می یابد. دیده می شود که غلظت آلاینده ها در امتداد محور کاتالیست کانورتر کاهش می یابد، و این کاهش غلظت، با گذشت زمان کارکرد کاتالیست و گرم شدن آن، افزایش می یابد. با توجه به راندمان کاتالیست در سه حالت کاری مختلف موتور، نتایج نشان می دهد که در شرایط استوکیومتریک، کاتالیست بیشترین کارایی را دارد.

کاتالیست کانورتر، سینتیک شیمیایی، آلاینده ها