柴油機(jī)微粒捕集器再生仿真.pdf

1、隨著柴油機(jī)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，采用微粒捕集器成為控制柴油機(jī)顆粒物排放的最為有效的措施之一。目前，微粒捕集器過(guò)濾體的研究較為成熟，過(guò)濾體再生技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢。若僅采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法對(duì)微粒捕集器再生進(jìn)行研究，將會(huì)消耗大量的人力和物力，并且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，效果較差。這就勢(shì)必要求研究人員尋找理論的指導(dǎo)方法，建立微粒捕集器再生過(guò)程的仿真模型，這樣大大減少試驗(yàn)工作量，提高了設(shè)計(jì)工作的效率。
　　 本文設(shè)計(jì)了一套基于噴油催化燃燒再生的柴油機(jī)顆粒物

2、后處理裝置，搭建了再生試驗(yàn)臺(tái)架，并對(duì)再生提溫過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)研究。再生提溫試驗(yàn)證明噴油催化燃燒再生技術(shù)方案能有效的實(shí)現(xiàn)DPF升溫，且噴油量超過(guò)60mL/min時(shí)，DPF出口溫度能迅速達(dá)到500℃以上。采用可變噴油量的噴油控制方案雖然延長(zhǎng)了提溫時(shí)間，但能降低再生造成的二次污染。利用數(shù)值模擬軟件GT-Power建立了基于噴油催化燃燒的DPF再生仿真模型，并對(duì)DPF提溫過(guò)程進(jìn)行了模擬驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)情況基本吻合。從噴油和補(bǔ)氣兩方面對(duì)DPF提溫

3、過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的DPF提溫時(shí)間縮短37.9％，DPF出口最高溫度增加3.4％。
　　 建立了再生微粒燃燒三維仿真模型，分析再生微粒燃燒過(guò)程中載體壁面溫度及微粒層厚度分布情況，計(jì)算結(jié)果表明：再生微粒的燃燒過(guò)程可分為預(yù)熱期、緩燃期、急燃期和尾燃期四個(gè)階段；同時(shí)載體后端的微粒燃燒速度最快，載體軸向中心微粒比靠近邊緣的燃燒快，載體軸向中心溫度比邊緣溫度高，最高溫度出現(xiàn)在軸向后端中心，微粒劇烈燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大溫度梯度，可能導(dǎo)致載體

4、產(chǎn)生裂紋；微粒燃燒產(chǎn)生的灰分會(huì)降低過(guò)濾體有效過(guò)濾長(zhǎng)度和過(guò)濾面積，從而降低過(guò)濾體過(guò)濾效率。
　　 在建立的再生微粒燃燒模型基礎(chǔ)上，對(duì)再生影響因素進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：再生時(shí)應(yīng)控制合適的排氣質(zhì)量流量和排氣氧濃度；再生應(yīng)在相對(duì)較小的微粒沉積量下進(jìn)行，且盡可能使微粒及氣流速度分布均勻；對(duì)再生過(guò)程進(jìn)行三維數(shù)值模擬時(shí)，應(yīng)在允許的條件下，增大網(wǎng)格劃分密度；柴油機(jī)運(yùn)行工況變化會(huì)使再生過(guò)程中的載體溫度發(fā)生較大波動(dòng)，不利于再生的進(jìn)行。