發(fā)動機(jī)碳煙顆粒捕集器的性能研究.pdf

1、從柴油機(jī)工作原理的提出到現(xiàn)在的一百多年來，柴油機(jī)技術(shù)得到了全面的發(fā)展，柴油機(jī)以其良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性而廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械裝置，尤其是作為車輛動力。隨著人們對能源危機(jī)和環(huán)境問題的認(rèn)識越來越深入，人們對汽車使用中的經(jīng)濟(jì)性和排放性越來越重視。微粒作為柴油機(jī)的主要排放物之一，因?qū)θ梭w危害之大，已引起世界各國政府的普遍關(guān)注并紛紛制定了嚴(yán)格的柴油機(jī)/車排放法規(guī)。如何降低柴油機(jī)的微粒排放量，是當(dāng)前亟待解決的問題。柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)主要針對

2、微粒和氮氧化物。人們已把目光主要集中在微粒的后處理技術(shù)上，寄希望于在此方面能有所突破。 本文具體研究目標(biāo)及內(nèi)容包括： (1)介紹國內(nèi)外柴油車現(xiàn)狀及尾氣排放特征，總結(jié)柴油車尾氣排放控制標(biāo)準(zhǔn)。 (2)介紹用來降低微粒排放的微粒捕集器。研究了柴油機(jī)微粒捕集器的凈化機(jī)理、過濾體材料的要求及其結(jié)構(gòu)形式和過濾體材料的發(fā)展現(xiàn)狀。最后選用泡沫陶瓷作為過濾體材料的研究對象。 (3)多孔介質(zhì)材料的滲透率和慣性系數(shù)是決定多孔介

3、質(zhì)中流體流動特性的重要參數(shù)，本文通過實驗的方法計算多孔陶瓷的滲透率和慣性系數(shù)。建立多孔介質(zhì)耦合區(qū)域不可壓縮氣體流動特性的數(shù)學(xué)模型，介紹多孔陶瓷重要參數(shù)的求解方法，建立實驗平臺，測定實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行處理和分析，得到合理的滲透率和慣性系數(shù)數(shù)值。 (4)首先用GAMBIT建立模型。結(jié)合柴油機(jī)排氣中碳煙顆粒的濃度對實驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行仿真計算，應(yīng)用流體仿真軟件選用合理的湍流兩相計算模型，對其內(nèi)的氣固兩相流動進(jìn)行數(shù)值模擬，從而揭示碳煙顆粒

4、在管內(nèi)的運(yùn)動軌跡，以及管內(nèi)軸線上的速度壓力變化情況。不同陶瓷厚度在改變陶瓷參數(shù)和入口微粒直徑下，得到微粒在管內(nèi)的運(yùn)動軌跡模擬結(jié)果不同。 通過旋渦氣泵的排氣過程來模擬柴油機(jī)尾氣排放過程，實驗研究氣體經(jīng)過多孔介質(zhì)材料的流動性能即滲透率和慣性系數(shù)。本文還對測量結(jié)果進(jìn)行了驗證，得到了與實驗吻合的結(jié)果。應(yīng)用流體仿真軟件根據(jù)所得參數(shù)建立實體模型，選用合理的湍流兩相計算模型，對其內(nèi)的氣固兩相流動進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同微粒直徑的微粒在管內(nèi)的分布