發(fā)動機碳煙顆粒捕集器的性能研究.pdf

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

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上，寄希望于在此方面能有所突破。 本文具體研究目標及內容包括： (1)介紹國內外柴油車現(xiàn)狀及尾氣排放特征，總結柴油車尾氣排放控制標準。 (2)介紹用來降低微粒排放的微粒捕集器。研究了柴油機微粒捕集器的凈化機理、過濾體材料的要求及其結構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)多孔介質材料的滲透率和慣性系數(shù)是決定多孔介

3、質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)。建立多孔介質耦合區(qū)域不可壓縮氣體流動特性的數(shù)學模型，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)，對實驗結果進行處理和分析，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。結合柴油機排氣中碳煙顆粒的濃度對實驗模型進行仿真計算，應用流體仿真軟件選用合理的湍流兩相計算模型，對其內的氣固兩相流動進行數(shù)值模擬，從而揭示碳煙顆粒

4、在管內的運動軌跡，以及管內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，得到微粒在管內的運動軌跡模擬結果不同。 通過旋渦氣泵的排氣過程來模擬柴油機尾氣排放過程，實驗研究氣體經(jīng)過多孔介質材料的流動性能即滲透率和慣性系數(shù)。本文還對測量結果進行了驗證，得到了與實驗吻合的結果。應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，對其內的氣固兩相流動進行數(shù)值模擬，得到不同微粒直徑的微粒在管內的分布