微米木纖維DPF冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著全國各地霧霾天氣的頻繁出現(xiàn)，引發(fā)了人們對(duì)于PM(Particulate Matter)的普遍關(guān)注。柴油車尾氣中排放的碳煙顆粒作為大氣PM的主要來源之一，其表面附著的金屬氧化物、炭氫化合物、硫酸鹽、微細(xì)粒子和有致癌作用的多環(huán)芳烴，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康帶來嚴(yán)重的危害。目前，微粒捕捉器(Dicsel Particulate Fllter，DPF)技術(shù)是控制柴油車尾氣PM排放最為簡單和有效的后處理技術(shù)之一，以微米木纖維作為DPF濾芯材料時(shí)，具

2、有過濾效率高、排氣背壓小和容塵量多等優(yōu)點(diǎn)，但由于木材的自然屬性不能長時(shí)間承受高溫尾氣，因此柴油機(jī)的排氣降溫是這技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。為此，本文將研制一個(gè)管翅式冷卻器對(duì)尾氣降溫，保護(hù)微米木纖維濾芯，延長DPF的使用壽命。
　　尾氣溫度是設(shè)計(jì)冷卻器的重要依據(jù)，本文首先對(duì)柴油車排氣尾管處的尾氣溫度進(jìn)行分析，充分考慮消音器和排氣管尺寸對(duì)尾氣溫度的影響，將尾氣從生成到排出這一過程分段分析，并將模型簡化，得出排氣尾管處尾氣溫度的數(shù)值計(jì)算模型。通

3、過試驗(yàn)驗(yàn)證表明，與數(shù)值計(jì)算模型模擬的結(jié)果基本相符合，根據(jù)尾氣溫度的數(shù)值模型可以為不同車型的微米木纖維DPF的冷卻器設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
　　根據(jù)柴油機(jī)參數(shù)以及消音器和排氣管的尺寸，設(shè)計(jì)一個(gè)由多排翅片管組成的管翅式冷卻器，滿足將該柴油機(jī)在額定工況下的尾氣溫度冷卻至220℃。通過MATLAB分析冷卻器結(jié)構(gòu)參數(shù)（基管內(nèi)徑、管間距、翅片高度、翅片間距）對(duì)冷卻性能的影響，再采用權(quán)函數(shù)法對(duì)冷卻器結(jié)構(gòu)進(jìn)行多目標(biāo)（冷卻面積、壓降、翅片效率）優(yōu)化，得

4、出最優(yōu)結(jié)構(gòu)。并基于C8051設(shè)計(jì)了冷卻控制系統(tǒng)，根據(jù)尾氣溫度控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)以及冷卻器兩端的排氣壓降，提示冷卻器是否需要清洗。
　　搭建管翅式冷卻器性能檢測試驗(yàn)臺(tái)，并采用組態(tài)王kingview6.55軟件開發(fā)性能檢測系統(tǒng)，及時(shí)獲取有效數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析管理。試驗(yàn)結(jié)果表明，管翅式冷卻器具有良好的冷卻效果，能滿足微米木纖維濾芯的要求，且具有較低的排氣背壓。基于C8051設(shè)計(jì)的冷卻控制系統(tǒng)能根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的尾氣溫度上限值和下限值快速準(zhǔn)確的控制冷