本文關鍵詞：柴油機排氣凈化消聲裝置流場與聲學特性研究

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【摘要】：單缸柴油機具有良好的動力性、經濟性以及結構簡單、低成本等特點而被廣范使用于農村地區(qū)。隨著其市面保有量的增加，碳煙及噪聲所造成的環(huán)境污也越發(fā)嚴重。伴隨日益嚴格環(huán)境法規(guī)的提出，噪聲限值和污染物排放限制都達到更加嚴格的水平，因此必須對農用柴油機采取切實可行的凈煙、降噪措施。同時農用柴油機上尾氣排放長期以來未受到足夠重視，甚至一些農用柴油機依舊沒有采取尾氣凈煙措施，且安裝的消聲器存在消聲效果不佳的問題。因此針對農用單缸柴油機設計具有微粒凈化和尾氣消聲效果的裝置有非常重要的經濟和社會效益。 本文以湖南省高校創(chuàng)新平臺開放基金項目（12K130）和企業(yè)委托項目（柴油機排氣凈化消聲系統(tǒng)的研發(fā)）為依托，針對我國量大面廣的175系列農用單缸柴油機為具體研究對象，以高捕集效率、低噪聲為出發(fā)點，提出微粒捕集和降噪性能一體化設計的理論方案，設計并加工出一套低成本、結構簡單且便捷拆裝的新型排氣凈化消聲裝置。 通過搭建新型凈化消聲裝置試驗臺架，詳細考察其在發(fā)動機負荷特性下的聲壓、油耗率和煙度等數據，同原消聲器對比，凈化消聲裝置在不影響發(fā)動機各項性能的前提下，，碳煙捕集和消聲效果良好，驗證了仿真模型的正確性以及設計方案的可行性。同時，基于Fluent和LMS軟件聯(lián)合仿真研究消聲器流場和消聲特性；通過數值仿真得到其得到內流場的速度、壓力云圖和聲壓云圖、傳遞損失圖，并計算出相應的壓力損失和各頻段的傳遞損失值，進而對比分析了原消聲器和新型凈化消聲裝置的流場特性及聲學特性；最后針對隔板孔密度、長短軸比值和長徑比結構因子對消聲器的流場及聲學特性影響規(guī)律進行了探討研究，為后續(xù)進一步改進提供理論依據。
【關鍵詞】：柴油機 凈化消聲裝置 流場特性 聲學特性
【學位授予單位】：邵陽學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB535.2;TK423
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀12-14
• 1.2.1 微粒凈化方面12
• 1.2.2 消聲降噪方面12-14
• 1.3 本文主要研究內容14-15
• 1.4 本文主要創(chuàng)新點15-16
• 第二章 凈化消聲裝置設計16-24
• 2.1 設計理論16
• 2.2 新型裝置結構設計16-21
• 2.2.1 原消聲器簡介16-17
• 2.2.2 柴油機基本參數17-18
• 2.2.3 具體結構設計18-21
• 2.3 凈化材料的選擇和設置21
• 2.3.1 凈化材料選擇21
• 2.3.2 凈化材料設置21
• 2.4 新型裝置方案確定21-23
• 2.5 本章小結23-24
• 第三章 流場及聲學基礎理論24-32
• 3.1 流體特性基本理論24-26
• 3.1.1 基本控制方程24-25
• 3.1.2 湍流模型方程25
• 3.1.3 有限體積法25
• 3.1.4 湍流強度及水力直徑25-26
• 3.2 聲學特性基本理論26-28
• 3.2.1 聲學基本概念26-27
• 3.2.2 聲學基本方程27-28
• 3.3 多孔介質理論28
• 3.3.1 滲透能力28
• 3.3.2 吸聲屬性28
• 3.4 消聲器評價指標28-31
• 3.4.1 空氣動力性能28-29
• 3.4.2 聲學性能29-31
• 3.5 本章小結31-32
• 第四章 流場及聲學特性仿真分析32-52
• 4.1 相關軟件介紹32-33
• 4.1.1 Fluent 簡介32
• 4.1.2 LMS 簡介32
• 4.1.3 CFD 精度問題討論32-33
• 4.2 原消聲器數值仿真33-43
• 4.2.1 消聲器模型建立33
• 4.2.2 ICEM 網格生成33-35
• 4.2.3 Fluent 流場仿真35-40
• 4.2.4 LMS 聲學分析40-43
• 4.3 凈化消聲裝置仿真43-51
• 4.3.1 新型裝置模型建立43
• 4.3.2 ICEM 網格劃分43-44
• 4.3.3 Fluent 流場特性仿真44-47
• 4.3.4 流場對比分析47-48
• 4.3.5 LMS 聲學特性分析48-50
• 4.3.6 聲學對比分析50-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第五章 試驗研究52-65
• 5.1 試驗目的52
• 5.2 試驗原理52-53
• 5.3 試驗臺架及構成53-55
• 5.3.1 試驗臺架搭建及設備53
• 5.3.2 試驗步驟簡介53-54
• 5.3.3 試驗數據采集與處理54-55
• 5.4 結果對比分析55-64
• 5.5 本章小結64-65
• 第六章 結構參數影響規(guī)律研究65-76
• 6.1 結構因子方案設計65-66
• 6.2 各結構因子流場及聲學仿真研究66-75
• 6.2.1 流場特性分析66-73
• 6.2.2 聲學特性分析73-75
• 6.3 本章小結75-76
• 第七章 結論與展望76-78
• 7.1 全文總結76
• 7.2 展望76-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82-83
• 附錄 A（攻讀學位期間成果目錄）83-84
• 附錄 B（試驗和仿真數據表）84-88

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 梁桂航;于京諾;蘇子林;;柴油機排氣微粒收集消聲裝置的設計[J];環(huán)境科學與技術;2009年08期

2 崔曉兵;季振林;;阻性消聲器聲學性能預測的快速多極子邊界元法[J];哈爾濱工程大學學報;2011年04期

3 王曙輝;龔金科;蔡皓;肖彭;伏軍;劉云卿;;柴油機微粒捕集器泡沫型濾芯上氣流壓降特性研究[J];湖南大學學報(自然科學版);2008年07期

4 伏軍;龔金科;吳鋼;龍罡;余明果;劉湘玲;;DPF噴油助燃裝置工作參數對再生過程的影響[J];湖南大學學報(自然科學版);2011年06期

5 季振林;張志華;馬強;;管道及消聲器聲學特性的邊界元法計算[J];計算物理;1996年01期

6 邵玉平,張建華,李駿;四氣門柴油機氣缸內氣流運動的實驗研究[J];內燃機工程;2000年04期

7 黃冠鑫;閆兵;涂啟養(yǎng);桑帥軍;;基于SYSNOISE軟件的穿孔管消聲器聲學性能分析[J];內燃機;2011年03期

8 黎蘇,葛蘊珊,黎志勤,張旭;抗性消聲器的三維聲學邊界元模型及其應用[J];內燃機學報;1992年02期

9 龔金科;王曙輝;李林科;彭克立;蔡皓;;氣流特征對柴油機微粒捕集器微波再生的影響研究[J];內燃機學報;2008年03期

10 劉云卿;龔金科;蔡隆玉;伏軍;蔡皓;王曙輝;龍罡;;柴油機壁流式過濾體非穩(wěn)態(tài)捕集過程的計算模型[J];內燃機學報;2009年02期

中國博士學位論文全文數據庫 前4條

1 劉云卿;壁流式柴油機微粒捕集器捕集及微波再生機理研究[D];湖南大學;2009年

2 方建華;基于CFD的工程機械抗性消聲器設計與性能分析[D];山東大學;2009年

3 畢嶸;復合式消聲器聲學特性的分析方法和實驗研究[D];合肥工業(yè)大學;2012年

4 王丹;柴油機微粒捕集器及其再生技術研究[D];吉林大學;2013年

本文編號：1124146