柴油機(jī)排氣顆粒物在線-筒式電暈放電裝置下荷電凝并的試驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)代柴油機(jī)油耗低、動力強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，其排氣顆粒物粒徑小，比表面積大，在空氣中不易沉降，容易吸附重金屬元素和其他有害有機(jī)物，對環(huán)境造成了很大污染。顆粒物粒徑越小越容易透過顆粒捕集器（Diesel Particulate Filter, DPF）等過濾攔截裝置進(jìn)入大氣，控制柴油機(jī)微納米顆粒物排放已是國際性的技術(shù)難題。荷電凝并技術(shù)作為促進(jìn)微細(xì)顆粒物生長的一種手段，是國內(nèi)外氣溶膠領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)，但將其用于處理柴油機(jī)排氣顆粒的研究較少。

2、>　　本文將荷電凝并技術(shù)運(yùn)用于柴油機(jī)排氣顆粒物的預(yù)處理。設(shè)計并搭建了柴油機(jī)排氣顆粒物荷電試驗(yàn)平臺，在電暈放電條件下對顆粒物在線取樣并研究了其荷電性能。顆粒物通過線-筒式負(fù)高壓電暈放電裝置后被自制的法拉第杯收集，通過EST111型數(shù)字電荷儀檢測其帶電量，對有無放電條件下法拉第杯中收集的顆粒物進(jìn)行掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)觀察其微觀形貌特征，研究了在不同荷電參數(shù)和不同柴油機(jī)工作狀態(tài)下顆

3、粒物的荷電效果。結(jié)果表明：柴油機(jī)排氣顆粒物在電暈放電條件下能夠明顯的荷上電荷，在直流電壓為-15kV，排氣流速分別為0.12m/s、0.24m/s、0.36m/s、0.48m/s、0.60m/s時，法拉第杯中檢測到顆粒物的荷電量隨采樣時間以及排氣流速的增加而增加。在電暈放電條件下收集到顆粒物的荷質(zhì)比隨氣流速度先增加后減小，并且在0.36m/s時達(dá)到最大值-118.2μC/g。收集到的顆粒物荷質(zhì)比隨電壓的升高而增加，且增長速率隨著電壓的升

4、高而提高。對比荷電前后法拉第杯中收集顆粒物的質(zhì)量，部分帶電顆粒物被線-筒式荷電裝置接地極所捕獲。無電暈放電下顆粒物的堆積形貌呈現(xiàn)團(tuán)狀或塊狀，電暈放電下呈現(xiàn)出鏈狀分枝疏松結(jié)構(gòu)。
　　此外，設(shè)計了柴油機(jī)排氣顆粒物凝并試驗(yàn)平臺，進(jìn)行了顆粒物荷電凝并試驗(yàn)研究。采用慣性沖擊式采樣器( Micro-Orifice Uniform Deposition Impactor， MOUDI)對荷電凝并前后顆粒物粒徑進(jìn)行分割對比。顆粒物粒徑分布呈現(xiàn)類似

5、單峰正態(tài)分布，并且粒徑峰值位于0.56～1.0μm區(qū)間。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為2700 r/min時，分別在100％、75%、50%和25%負(fù)荷工況下，相比荷電凝并前顆粒物，荷電凝并后顆粒物粒徑分布向粒徑增大方向發(fā)展，粒徑在1.8μm以下顆粒物質(zhì)量濃度分別減少了15.9%、17.1%、17.8%和16.8%；而粒徑在1.8μm以上的顆粒物質(zhì)量濃度分別增加了49.1%、42.3%、51.3%和44.3%；由此說明，荷電凝并技術(shù)用于增大柴油機(jī)排氣顆粒