本文關(guān)鍵詞：多形狀微粒捕集器微波再生溫度影響機(jī)理及場協(xié)同分析

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【摘要】：柴油機(jī)熱效率高、可靠性好、燃油經(jīng)濟(jì)性強(qiáng),但柴油機(jī)的顆粒物排放量大,對環(huán)境的危害和人類健康的威脅已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格,單純依靠改善機(jī)內(nèi)燃燒已難以滿足排放要求。目前,柴油機(jī)微粒捕集器被認(rèn)為是解決柴油機(jī)微粒排放問題最有效的手段,而其再生是DPF技術(shù)的關(guān)鍵。微粒捕集器微波加熱再生技術(shù)是眾多過濾體再生方法中較為有發(fā)展前景的一種。目前對車用柴油機(jī)微粒捕集器過濾體再生技術(shù)的研究主要集中在加熱再生技術(shù)與降低PM起燃溫度技術(shù)相結(jié)合的方面,而開展載體結(jié)構(gòu)變化對車用柴油機(jī)微粒捕集器微波再生溫度場的影響規(guī)律研究不僅能有益于車用柴油機(jī)微粒捕集器微波加熱再生機(jī)理辨析,而且還可為設(shè)計(jì)車用柴油機(jī)微粒捕集器微波再生裝置提供理論依據(jù)和技術(shù)支持作用。本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“微粒捕集器過濾體復(fù)合再生與多場協(xié)同機(jī)理及其優(yōu)化研究”[51176045]為依托,采用數(shù)值仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和多場協(xié)同相結(jié)合的研究方法,對不同載體結(jié)構(gòu)微粒捕集器微波再生過程中的溫度特性、速度場與溫度場的協(xié)同機(jī)理辨識等進(jìn)行了研究與分析,論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和研究工作如下:(1)針對柴油機(jī)微粒捕集器過濾體微波再生特性,建立了基于微波再生微粒捕集器過濾體內(nèi)多孔介質(zhì)數(shù)學(xué)與物理模型,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了3種不同結(jié)構(gòu)的微粒捕集器三維仿真模型,并對不同結(jié)構(gòu)過濾體進(jìn)行了壓力特性分析,為研究的有效性提供了依據(jù)。(2)利用FLUENT軟件對3種不同載體結(jié)構(gòu)的微粒捕集器進(jìn)行微波再生仿真,得出在不同速度下不同載體結(jié)構(gòu)的溫度特性規(guī)律,揭示了載體結(jié)構(gòu)變化給微波再生帶來的影響,并且計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,初步驗(yàn)證了仿真模型的正確性。(3)采用多場協(xié)同理論建立了微粒捕集器微波再生過程中多場協(xié)同數(shù)學(xué)模型,研究了不同載體結(jié)構(gòu)中溫度梯度和速度矢量的變化規(guī)律特性,得出了不同載體結(jié)構(gòu)微粒捕集器微波再生過程中速度場和溫度場協(xié)同性最好時(shí)的過濾體再生結(jié)構(gòu)和其最優(yōu)的再生燃燒區(qū)域。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 微粒捕集器載體結(jié)構(gòu) 微波再生 場協(xié)同
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK421.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景與研究意義10-11
• 1.2 柴油機(jī)尾氣微粒排放控制技術(shù)11-14
• 1.2.1 尾氣微粒機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)11-12
• 1.2.2 尾氣微粒后處理凈化技術(shù)12-14
• 1.3 微粒捕集器再生技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.1 國外再生技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)再生技術(shù)研究現(xiàn)狀15
• 1.4 主要研究內(nèi)容及論文框架15-18
• 第2章 多形狀微粒捕集器微波再生仿真模型18-39
• 2.1 微粒捕集器18-25
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)組成18-19
• 2.1.2 過濾材料及結(jié)構(gòu)19-21
• 2.1.3 再生技術(shù)21-25
• 2.2 模型建立與參數(shù)設(shè)置25-30
• 2.2.1 微粒捕集器模型及網(wǎng)格劃分25-29
• 2.2.2 初始條件設(shè)置與控制參數(shù)設(shè)置29-30
• 2.2.3 材料屬性30
• 2.3 微波再生數(shù)學(xué)物理模型的建立30-34
• 2.3.1 再生孔道模型30-31
• 2.3.2 物理數(shù)學(xué)模型的數(shù)學(xué)描述31-34
• 2.4 多孔介質(zhì)理論34-35
• 2.5 過濾體結(jié)構(gòu)對再生壓力特性影響35-37
• 2.6 本章小結(jié)37-39
• 第3章 多形狀微粒捕集器微波再生溫度影響機(jī)理39-50
• 3.1 仿真計(jì)算理論39
• 3.2 微波再生仿真分析39-45
• 3.2.1 微波再生仿真39-40
• 3.2.2 仿真結(jié)果分析40-45
• 3.3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ万?yàn)證45-48
• 3.3.1 試驗(yàn)裝置及方法45-46
• 3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及驗(yàn)證46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第4章 多形狀微粒捕集器微波再生場協(xié)同分析50-60
• 4.1 對流傳熱的多場影響分析50-53
• 4.2 場協(xié)同理論53-55
• 4.2.1 場協(xié)同理論概念53
• 4.2.2 場協(xié)同數(shù)53-54
• 4.2.3 場協(xié)同數(shù)和斯坦頓數(shù)的比較54-55
• 4.3 微粒捕集器微波再生多場協(xié)同模型55
• 4.4 多場協(xié)同仿真分析55-58
• 4.4.1 多形狀過濾體協(xié)同分布區(qū)域分析55-57
• 4.4.2 多形狀過濾體強(qiáng)化傳熱分析57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文和從事課題66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：590621