本文關(guān)鍵詞：DPF灰分分布和非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)對(duì)其性能影響的研究

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【摘要】：柴油機(jī)PM(Particulate Matter)、PN(Particulate Number)及NOX排放是造成當(dāng)前霧霾天氣的重要原因,柴油機(jī)微粒捕集器DPF(Diesel Particulate Filter)能有效降低柴油機(jī)PM、PN排放,但DPF內(nèi)灰分沉積導(dǎo)致其性能惡化。本文通過(guò)研究灰分及其分布對(duì)DPF性能的影響為提高DPF使用性能奠定理論基礎(chǔ);進(jìn)一步研究非對(duì)稱(chēng)孔道DPF壓降特性,并根據(jù)灰分的沉積特點(diǎn),采用非對(duì)稱(chēng)孔道結(jié)構(gòu)可以增大DPF過(guò)濾體灰分承載量,延長(zhǎng)DPF使用壽命。首先通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方法研究了灰分分布對(duì)進(jìn)口孔道流速、孔道壁面滲流速度和碳煙沉積的影響,然后通過(guò)建立灰分分布對(duì)DPF壓降影響的評(píng)價(jià)函數(shù)f研究了灰分分布對(duì)DPF壓降的影響。研究結(jié)果表明:進(jìn)口孔道流速隨灰分分布系數(shù)增大而增大;孔道壁面滲流速度隨灰分分布系數(shù)增大而減小;孔道壁面灰分和碳煙總體分布趨向于均勻;隨著碳煙的沉積,碳煙和灰分總體分布趨向于均勻的速率增大;灰分濾餅層滲透率相對(duì)孔道壁面、碳煙濾餅層滲透率的大小決定灰分分布對(duì)DPF壓降的影響趨勢(shì);孔道直徑、壁面厚度、灰分量和碳載量等參量大小改變灰分分布對(duì)DPF壓降的影響程度。進(jìn)一步建立了灰分分布對(duì)DPF最高再生溫度影響的評(píng)價(jià)函數(shù)g,并結(jié)合DPF結(jié)構(gòu)物性及來(lái)流參數(shù)的變化,研究了灰分分布對(duì)DPF最高再生溫度的影響。研究結(jié)果表明:函數(shù)g值可以有效評(píng)價(jià)灰分分布對(duì)DPF最高再生溫度的影響,其值為負(fù)說(shuō)明灰分分布于孔道末端有利于降低DPF最高再生溫度;灰分量和孔道壁面厚度增加時(shí),灰分分布對(duì)DPF最高再生溫度的影響程度增強(qiáng);隨排氣流量和O2體積分?jǐn)?shù)增大,灰分分布對(duì)DPF最高再生溫度的影響程度先增強(qiáng)后減弱;隨進(jìn)出口孔道直徑比和孔密度增大,灰分分布對(duì)DPF最高再生溫度的影響程度減弱;DPF長(zhǎng)徑比和NO2體積分?jǐn)?shù)改變時(shí),灰分分布對(duì)DPF最高再生溫度的影響程度變化不大。最后研究了非對(duì)稱(chēng)孔道DPF壓降特性及其影響因素,研究結(jié)果表明:隨著DPF進(jìn)出口孔道直徑比增大,排氣在進(jìn)口孔道內(nèi)流速減小,且速度減小幅度沿DPF軸向逐漸減小,孔道壁面前端的滲流速度減小,孔道壁面后端的滲流速度增大,孔道壁面的整體滲流速度減小,排氣在出口孔道內(nèi)流速增大,且速度增大幅度沿DPF軸向逐漸增大;隨著碳載量、灰分量以及排氣流量的增加,增大DPF進(jìn)出口孔道直徑比能有效降低DPF壓降,當(dāng)進(jìn)出口孔道直徑比大于1.4時(shí),進(jìn)一步增大進(jìn)出口孔道直徑比DPF壓降變化不明顯;隨著進(jìn)出口孔道直徑比增大,孔密度最優(yōu)值逐漸減小。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK421.5

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