柴油車pm2.5過濾器的設計理論與試驗研究

1、學校代碼：1 0 2 2 5學 號：S 1 4 2 0 6學位論文柴油車P M 2 ．5 過濾器的設計理論與試驗研究指導教師姓名：申請學位級別：論文提交日期：授予學位單位：馬菇楊春梅副教授東北林業(yè)大學碩士 學科專業(yè)： 車輛工程2 0 1 4 年4 月 論文答辯日期： 2 0 1 4 年6 月東北林業(yè)大學 授予學位日期： 2 0 1 4 年6 月答辯委員會主席：李瑰賢教授論文評閱人：東必杯素大擎摘要近年來，隨著霧霾、沙塵天氣的增多，細顆粒

2、物污染逐漸受到重視，人們也越來越多的聽到P M 2 ．5 這一新名詞。大量研究表明，細微顆粒對人體健康的危害極大，可導致慢性鼻咽炎、慢性支氣管炎等系列病變，對細微顆粒的控制與治理是我國治污的當務之急，而P M 2 ．5 主要來自汽車尾氣，所以應重點關注如何治理汽車細微顆粒物的排放。本文總結了現(xiàn)有P M 2 ．5 的過濾技術和柴油車微粒捕集器的過濾材料，提出采用微米木纖維填充活性微納米木粉作為過濾芯材料的環(huán)保型木基生態(tài)P M 2 ．5 過

3、濾器。本文在市場調(diào)研與理論分析基礎上，將木纖維選定為最優(yōu)的過濾材料之一，主要原因為：材料普遍、且價格低廉，加工簡單、過濾效率可達到最優(yōu)值，過濾器濾芯使用后可回收再利用、避免二次污染和浪費?？芍x擇木纖維作為過濾器濾芯材料不僅從成本上優(yōu)于其他材料，更因木材為可再生資源，在環(huán)保層面上基本杜絕了污染。從細微顆粒兩相流體力學入手，分析柴油車尾氣排放過程中氣流及細微顆粒的受力和運動特點，建立顆粒軌跡模型，計算細微顆粒兩相流體速度，為研究過濾器的

4、過濾機理及過濾效率作理論基礎。建立木材的微觀結構模型，研究木纖維的結構特性，并通過對木基生態(tài)P M 2 ．5 過濾器性能參數(shù)以及木纖維過濾理論的分析，推導出簡化情況下單根木纖維在流場中的攔截效應、慣性碰撞效應和擴散效應的過濾機制，對這幾種過濾機理進行合并，通過合理修正，得出過濾器濾芯的總過濾效率及過濾阻力數(shù)學公式。通過對過濾器外形參數(shù)的合理選擇，設計滿足整體性能的過濾器：利用理論方法的計算，得出過濾器濾芯木纖維直徑、濾芯的厚度和濾芯的填