柴油機催化型DPF碳煙捕集再生的數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、柴油機的排氣微粒對人體健康危害很大，顆粒捕集器(Diesel Particulate Filter，DPF)技術做為一種能夠有效去除碳煙顆粒的技術手段已經(jīng)在國外市場得到了廣泛應用。為了滿足日益嚴格的排放法規(guī)，我國的柴油機排放后處理技術也在不斷地發(fā)展成熟。本文通過數(shù)值模擬結(jié)合發(fā)動機試驗驗證，建立了DPF的數(shù)值模型。通過模擬DPF內(nèi)部碳煙量與溫度的變化歷程，描述DPF的實際工作過程，為柴油機DPF的國產(chǎn)化設計提供理論依據(jù)，研究結(jié)果表明：

2、r>　　 1.提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，會增大DPF的入口氣體流量，DPF前后壓降增加。發(fā)動機試驗所測壓降試驗值與模擬計算值能夠較好地吻合。當排氣流量為0.04kg/s，孔密度數(shù)為100，初始碳煙量為6g/l時。DPF壓降在捕集前期快速增加，之后緩慢增加。當排氣流量為0.02kg/s，孔密度數(shù)為400，初始碳煙量為0g/l時，DPF壓降在整個捕集過程中上升緩慢。
　　 2.DPF內(nèi)部氣流速度沿徑向從中心到邊緣逐漸降低；沿軸向從前端到后端

3、逐漸降低。碳煙分布沿徑向從中心到邊緣逐漸降低；沿軸向分布前后兩端高中間部位低。內(nèi)部溫度在再生結(jié)束時后端中心處最高。穩(wěn)態(tài)工況下，DPF入口溫度大于738K時，碳煙會快速再生。瞬態(tài)工況下，當溫升曲線斜率為k1=2時，碳煙能迅速進行再生反應，但載體溫度上升過快；當溫升曲線斜率為k1=0.67時，碳煙再生反應也能較快進行，且載體溫度上升較為平緩。
　　 3.當DPF進行二次再生時，濾餅層碳煙量在再生反應初期快速下降，而深層碳煙量則在再生