本文關(guān)鍵詞：基于荷電凝并裝置的柴油機(jī)試驗(yàn)分析及耦合DPF的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 柴油機(jī) DPF 荷電凝并 粒徑 微觀形貌

【摘要】：柴油機(jī)微粒捕集器(DPF,Diesel Particulate Filter)是當(dāng)前控制柴油機(jī)微粒排放效果最好的后處理技術(shù)之一,但是對(duì)于捕集微納米顆粒物還存在一定缺陷。以控制柴油機(jī)微納米顆粒物數(shù)量為目標(biāo)的荷電凝并技術(shù)是一種促進(jìn)顆粒物發(fā)生凝聚,并使顆粒物粒徑生長(zhǎng)的一種手段,是國(guó)內(nèi)外氣溶膠領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),但在柴油機(jī)排氣顆粒物控制領(lǐng)域應(yīng)用較少,因此開展荷電凝并技術(shù)的工作機(jī)理及性能研究有較高的理論意義和應(yīng)用價(jià)值�；陔姇灧烹娀纠碚撆c荷電凝并機(jī)理,制作了一套線筒式荷電凝并裝置,搭建柴油機(jī)排氣顆粒物荷電凝并系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái),通過(guò)慣性沖擊式采樣器(MOUDI)對(duì)荷電凝并前后的柴油機(jī)顆粒進(jìn)行采樣,分析顆粒物的荷電性能及凝并效果,并采用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)荷電凝并前后的顆粒形貌進(jìn)行觀察分析。在荷電直流電壓-15kV,排氣流量35L/min時(shí),顆粒物具有明顯荷電效果。采用預(yù)荷電能有效地提高顆粒物的凝并效果,交流電壓強(qiáng)度6kV時(shí)凝并效果達(dá)到最佳。柴油機(jī)三種轉(zhuǎn)速下荷電凝并后的顆粒物粒徑分布曲線明顯右移,質(zhì)量中位徑均由0.78μm升高至1.4μm,粗粒子態(tài)顆粒物質(zhì)量比率分別上升13.9%、15%和11.6%。SEM分析發(fā)現(xiàn)荷電凝并前后柴油機(jī)顆粒形貌存在明顯差異,原機(jī)工況下顆粒形貌呈大面積塊狀分布,粒子結(jié)合緊密;荷電后為鏈狀分支疏松結(jié)構(gòu),排列分散;凝并后的顆粒呈更為明顯的大型團(tuán)簇狀分布,團(tuán)聚體粒徑增大。本文開展了荷電凝并裝置耦合DPF的應(yīng)用研究,分析DPF加裝荷電凝并裝置對(duì)柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放性能的影響。通過(guò)透射電鏡(TEM)對(duì)荷電凝并裝置耦合DPF前后排氣中的顆粒進(jìn)行表征獲取其微觀形貌特性。運(yùn)用圖像處理方法,計(jì)算荷電凝并裝置耦合DPF前后顆粒物的分形維數(shù)。研究結(jié)果表明,DPF加裝荷電凝并裝置后,持續(xù)運(yùn)行3000s時(shí)壓降下降0.3kPa,燃油消耗率降低約2%,高負(fù)荷時(shí)煙度下降明顯,過(guò)濾效率提高3.1%。TEM分析表明,荷電凝并后,凝聚粒子重疊和堆積現(xiàn)象明顯加重,結(jié)構(gòu)更加緊密。再經(jīng)過(guò)DPF后,顆粒呈小型團(tuán)狀分布,輪廓更加明顯,石墨化程度提高。結(jié)合計(jì)盒維數(shù)算法,荷電凝并后,顆粒物分形維數(shù)上升,顆粒堆積加重,不規(guī)則程度增大。再經(jīng)過(guò)DPF后,顆粒分形維數(shù)減小,顆粒結(jié)構(gòu)變得松散,輪廓更加清晰,與TEM分析結(jié)果相符。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) DPF 荷電凝并 粒徑 微觀形貌
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK427
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 引言11-12
• 1.2 柴油機(jī)顆粒物的組成及危害12-14
• 1.2.1 柴油機(jī)顆粒物的組成12-13
• 1.2.2 柴油機(jī)顆粒物的危害13-14
• 1.3 柴油機(jī)排放法規(guī)及后處理凈化技術(shù)14-17
• 1.3.1 柴油機(jī)排放法規(guī)的制定14-16
• 1.3.2 后處理凈化技術(shù)16-17
• 1.4 荷電凝并技術(shù)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 課題的主要研究?jī)?nèi)容和意義19-20
• 第二章 荷電凝并理論與試驗(yàn)裝置介紹20-29
• 2.1 電暈放電理論20-21
• 2.2 顆粒物荷電過(guò)程21-23
• 2.2.1 場(chǎng)致荷電21-22
• 2.2.2 擴(kuò)散荷電22
• 2.2.3 場(chǎng)致荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用22-23
• 2.3 電凝并機(jī)理23-24
• 2.4 柴油機(jī)顆粒物荷電凝并系統(tǒng)24-28
• 2.4.1 荷電裝置24-25
• 2.4.2 電荷量檢測(cè)裝置25-26
• 2.4.3 電凝并裝置26-27
• 2.4.4 凝并電場(chǎng)的選取27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 柴油機(jī)顆粒物荷電凝并的試驗(yàn)分析29-43
• 3.1 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)系統(tǒng)29-33
• 3.1.1 柴油機(jī)規(guī)格及參數(shù)29
• 3.1.2 試驗(yàn)設(shè)備29-32
• 3.1.3 試驗(yàn)系統(tǒng)32-33
• 3.2 試驗(yàn)方案33-34
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析34-41
• 3.3.1 柴油機(jī)顆粒物荷電效果34-35
• 3.3.2 電參量對(duì)顆粒荷電凝并效果的影響35-36
• 3.3.3 荷電凝并前后顆粒物粒徑分布隨轉(zhuǎn)速的變化36-39
• 3.3.4 SEM形貌分析39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 荷電凝并裝置耦合DPF的應(yīng)用研究43-56
• 4.1 DPF載體及參數(shù)43-44
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)備44-45
• 4.2.1 主要測(cè)試設(shè)備44
• 4.2.2 表征試驗(yàn)設(shè)備44-45
• 4.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)45-46
• 4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析46-51
• 4.4.1 荷電凝并耦合DPF前后壓降特性46-47
• 4.4.2 荷電凝并對(duì)燃油消耗率的影響47-48
• 4.4.3 煙度排放48-49
• 4.4.4 過(guò)濾效率49-50
• 4.4.5 TEM形貌分析50-51
• 4.5 顆粒物的分形特性51-54
• 4.5.1 計(jì)盒維數(shù)方法51-53
• 4.5.2 顆粒物分形特性的變化規(guī)律53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-56
• 第五章 全文總結(jié)與展望56-58
• 5.1 全文總結(jié)56-57
• 5.2 工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利64

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 向曉東,陳寶智,張國(guó)權(quán);荷電粉塵在交變電場(chǎng)中的凝并與收集[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);1999年06期

2 潘伯良;雒曉衛(wèi);于溯源;;顆粒凝并過(guò)程中需要考慮的幾個(gè)因素[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年10期

3 馮濤;魏家紅;;電凝并裝置收集亞微米粉塵的實(shí)驗(yàn)研究[J];黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年03期

4 凡鳳仙;袁竹林;趙兵;姚剛;;駐波聲場(chǎng)中細(xì)微顆粒凝并的數(shù)值模擬[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2008年03期

5 馬綏華;張永明;方俊;祝玉泉;蔣亞龍;王進(jìn)軍;袁宏永;;凝并作用下火災(zāi)煙顆粒粒徑分布及變化[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2007年02期

6 向曉東,陳旺生,幸福堂,李傳貴,劉功智;煙塵在交變電場(chǎng)中電凝并收集的實(shí)驗(yàn)研究[J];建筑熱能通風(fēng)空調(diào);2000年01期

7 趙爽;駱仲泱;王鵬;徐飛;岑可法;;燃煤鍋爐煙氣中小顆粒的電凝并脫除[J];能源工程;2006年03期

8 趙海波;鄭楚光;;描述顆粒凝并動(dòng)力學(xué)的事件驅(qū)動(dòng)常體積法[J];中國(guó)科學(xué)(E輯:技術(shù)科學(xué));2008年11期

9 白皓;錢文濤;宗燕兵;蒼大強(qiáng);松本克才;谷口尚司;;鋼鐵過(guò)程細(xì)微顆粒物凝并性能研究[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2007年S2期

10 蔡冰;尉繼英;江鋒;張振中;;電極參數(shù)對(duì)電凝并式空氣凈化裝置凈化顆粒物的影響[J];科技導(dǎo)報(bào);2006年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡滿銀;韓光;劉忠;高香林;;超細(xì)粉塵凝并裝置中流場(chǎng)的數(shù)值模擬[A];第十五屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

2 雒曉衛(wèi);于溯源;李金鈴;;雙峰分布顆粒的凝并[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)2004年年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)會(huì)議文集[C];2004年

3 趙海波;鄭楚光;;顆粒凝并過(guò)程群平衡模擬的統(tǒng)一隨機(jī)方法[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

4 羅果萍;郭卓團(tuán);張學(xué)鋒;;亞微米塵粒電凝并的分形研究[A];2004年全國(guó)冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2004年

5 唐敏康;周躍;;電除塵器中粉塵粒子的凝并[A];第十二屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

6 楊曼麗;盧志明;;霧霾多組分凝并過(guò)程中的相似行為[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

7 朱繼保;張德軒;孔春林;任燕;;高氣流速下細(xì)顆粒的預(yù)荷電凝并[A];第十四屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

8 何劍;劉道清;徐國(guó)勝;;新型微細(xì)粉塵電凝并方法的試驗(yàn)研究[A];第十五屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

9 酈祝海;劉含笑;郭峰;余順利;;促進(jìn)PM_(2.5)凝并技術(shù)及研究進(jìn)展[A];第十五屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

10 何劍;徐國(guó)勝;劉道清;鄭孔敏;李妮妮;;微細(xì)粉塵雙極荷電凝并電場(chǎng)極配優(yōu)化[A];第十五屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 徐飛;脈沖放電電凝并結(jié)合堿液吸收煙氣多種污染物協(xié)同脫除研究[D];浙江大學(xué);2009年

2 趙海波;顆粒群平衡模擬的隨機(jī)模型與燃煤可吸入顆粒物高效脫除的研究[D];華中科技大學(xué);2007年

3 王鵬;燃煤電廠可吸入顆粒物排放及控制研究[D];浙江大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 石文;PM2.5凝并與測(cè)試系統(tǒng)的研制[D];北京交通大學(xué);2016年

2 朱澤洪;基于荷電凝并裝置的柴油機(jī)試驗(yàn)分析及耦合DPF的應(yīng)用研究[D];江蘇大學(xué);2016年

3 趙爽;電凝并脫除可吸入顆粒物的實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2006年

4 韓光;超細(xì)粉塵凝并裝置中產(chǎn)渦段優(yōu)化布置的研究[D];華北電力大學(xué);2013年

5 王玉明;微小顆粒碰撞與凝并模型的研究[D];中國(guó)計(jì)量學(xué)院;2012年

6 馮濤;異極性荷電粉塵在電場(chǎng)中的凝并與收集[D];天津大學(xué);2007年

7 吳君周;基于磁電分級(jí)凝并的粉塵除塵建模及仿真研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

8 曹辰雨;火電廠燃煤粉塵在交流電場(chǎng)中凝并與脫除的實(shí)驗(yàn)研究[D];上海電力學(xué)院;2014年

9 盧濤;氣固兩相流中粒子雙極荷電凝并研究[D];江蘇大學(xué);2007年

10 孫曉榮;放電環(huán)境與塵粒電凝并效應(yīng)分析研究[D];河北大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：615025