現(xiàn)代柴油機具有油耗低、熱效率高、可靠性高的優(yōu)點,越來越得到廣泛的應用。但柴油機的顆粒物排放卻是汽油機的30~60倍,控制柴油機的顆粒物排放是當前工作的重中之重。雖然柴油機顆粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)對積聚模態(tài)顆粒(粒徑范圍50nm至1μm)的捕集效率高達90%之上,但對核模態(tài)顆粒的(粒徑小于50nm)捕集效率僅有42%。運用雙極荷電凝并技術(Bipolar Electrical Charge Agglomeration,BECA)對進入DPF的顆粒進行預處理,能使核模態(tài)顆粒凝并成粒徑較大的顆粒,提高DPF對核模態(tài)顆粒的捕集效率。固而研究雙極荷電凝并技術對DPF捕集性能的影響具有一定的理論和實用價值。本文基于FLUENT軟件,建立DPF孔道三維計算模型,運用湍流模型、離散相模型和多孔介質(zhì)模型模擬計算了不同荷電電壓條件下荷電顆粒在孔道內(nèi)的流動及沉積特性。結果表明:荷電電壓的增加會使進排氣孔內(nèi)速度變化趨于線性,且荷電電壓越高線性變化越明顯;在加載電壓后進氣孔內(nèi)壓力增大,而荷電電壓的改變對排氣孔道壓力變化影響不大;同時荷電電壓的增加會使壁面滲流速度沿孔道軸向變化變緩,孔道內(nèi)的顆粒沉積分布趨于均勻,且電壓越高顆粒沉積分布越均勻。通過搭建雙極荷電凝并試驗平臺,研究了不同荷電電壓對DPF捕集性能的影響。試驗結果表明:雙極荷電凝并技術能夠降低核模態(tài)顆粒物數(shù)量濃度,與DPF耦合能夠提高DPF的捕集效率,降低顆粒物的質(zhì)量濃度。當荷電電壓為20kV時,9.3~10.8nm范圍內(nèi)的核模態(tài)顆粒的捕集效率由0kV時的42%上升至69%,而對粒徑大于90nm積聚態(tài)顆粒的捕集效率由70%上升至92%;通過濾紙稱重的方法測得0kV、10kV、20kV加載電壓下,DPF的平均捕集效率分別為72.2%、81.2%、92.9%。利用掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)對加載后的DPF通道進行測量,得到不同荷電電壓下孔道內(nèi)的顆粒沉積厚度,測量結果表明:荷電電壓的增大會使孔道顆粒沉積更加均勻,且電壓越高,顆粒沉積厚度越大。其中在荷電電壓為0kV時,DPF進氣孔道入口端的顆粒沉積厚度較少約為48μm,而在通道末端顆粒沉積量達到最大值約為60μm;荷電電壓為10kV、20kV時沉積厚度都較為均勻,平均沉積厚度分別為69.74μm、88.78μm。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TK421.5
【部分圖文】：

基于雙極荷電凝并技術的柴油機 DPF 捕集特性研究，生成各種不飽和烴類，它們不斷脫氫、聚合，最終形成碳集了氣相烴和其他物質(zhì)，形成了碳煙基元，最后碳煙基元堆碳煙。而 SOF、硫酸鹽主要來源于未燃燒的柴油以及潤滑油.1 中可以看出柴油機顆粒物粒徑大多至于 1nm 與 1μm5-6]根據(jù)柴油機顆粒物表面積與粒度之間的關系，將柴油機顆態(tài)即：粗粒子模態(tài)（顆粒粒徑大于 1μm）、積聚模態(tài)（顆粒m 之間）、核模態(tài)（顆粒粒徑小于 50nm）。

捕集器研究進展效的顆粒處理方式之一，能減少 90%以上的司開始量產(chǎn)裝有 DPF 的柴油車以來，DPF 的內(nèi)外學者針對 DPF 的研究主要集中在：采用材料代替原有的 DPF 載體材料；優(yōu)化 DPF 結的背壓。結構與材料機顆粒捕集器構造示意圖，柴油機顆粒捕集兩大部分組成。DPF 封裝殼體由進出口、擴擴口管流入 DPF 載體，顆粒物在流經(jīng)過濾經(jīng)排氣孔排出。

江蘇大學碩士學位論文方面需要考慮調(diào)整合適的再生策過濾載體在強熱應力下?lián)p壞。兩類：壁流式蜂窩陶瓷載體與泡部每相鄰的進排氣孔，一個在出入口處進入孔道內(nèi)，由于進氣孔這樣排氣中的顆粒就被多孔壁面蜂窩陶瓷過濾體對粒徑較大的顆
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 杜家益;張俊超;張登攀;張威望;;柴油機微粒捕集器流阻性能優(yōu)化仿真[J];重慶理工大學學報(自然科學);2015年06期

2 李華;曾德查;劉鈞譽;韋昌嚴;劉春霞;;針尖曲率對敞開式針-柱電極結構氣體放電的影響[J];納米技術與精密工程;2015年01期

3 李志軍;侯普輝;焦鵬昊;魯鵬;楊智;申博璽;楊陽;;DPF孔道內(nèi)流場及微粒沉積特性的數(shù)值模擬[J];天津大學學報(自然科學與工程技術版);2015年10期

4 郭秀麗;賈衛(wèi)平;亓占豐;;柴油機DPF過濾材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];小型內(nèi)燃機與摩托車;2013年05期

5 伏軍;龔金科;袁文華;王本亮;陳偉;;微粒捕集器再生背壓閾值MAP圖建立及其應用[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2013年12期

6 何劍;劉道清;徐國勝;;一體式雙極荷電凝并器試驗研究[J];中國電機工程學報;2013年17期

7 賀紹華;陽林;彭才望;王行;;硫含量對柴油車排放的影響與減排措施的研究[J];客車技術與研究;2012年06期

8 田彤;陳令華;劉晶;;柴油機排氣顆粒物捕集器的發(fā)展[J];汽車工程師;2011年08期

9 張向榮;王連澤;;雙極凝聚中顆粒初始電荷的分布規(guī)律[J];北京理工大學學報;2011年02期

10 潘芝桂;邵毅明;吳岳偉;;柴油機排放控制技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];內(nèi)燃機;2010年03期

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1 徐明銘;空氣濕度對直流電暈放電影響的研究[D];山東大學;2014年

2 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

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1 杜小朋;柴油機排氣顆粒物在線—筒式電暈放電裝置下荷電凝并的試驗研究[D];江蘇大學;2016年

2 劉濱;柴油機利用顆粒氧化催化器達國Ⅳ的研究[D];吉林大學;2015年

3 王鳳濱;基于全流和部分流稀釋采樣系統(tǒng)測試柴油發(fā)動機排放的相關性分析[D];武漢理工大學;2009年

本文編號：2859817