本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)微粒捕集器流場(chǎng)及壓降特性的數(shù)值模擬

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【摘要】：柴油機(jī)微粒捕集器DPF(Diesel Particular Filter)是降低微粒排放物最有效的后處理技術(shù)手段之一,隨著歐VI排放法規(guī)的實(shí)施,DPF將會(huì)在柴油機(jī)后處理系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。對(duì)柴油機(jī)微粒捕集器DPF內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行研究,得到DPF孔道內(nèi)部的速度和壓力分布情況,進(jìn)而可以預(yù)測(cè)DPF孔道內(nèi)碳煙微粒的沉積情況。對(duì)于DPF而言,再生問(wèn)題是DPF相關(guān)研究中需要解決的主要問(wèn)題,DPF的壓降直接與再生時(shí)刻相關(guān),對(duì)DPF孔道內(nèi)部以及DPF整體的壓降特性進(jìn)行分析有助于準(zhǔn)確的確定DPF的再生時(shí)刻。通過(guò)本課題的研究,可以得到DPF孔道內(nèi)部的流場(chǎng)情況與壓降特性,為DPF結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。本文運(yùn)用Fluent建立了三種不同進(jìn)出口比例的DPF孔道的三維模型,計(jì)算了孔道內(nèi)的流動(dòng)和壓降特性,分析了DPF內(nèi)碳煙微粒的沉積過(guò)程,比較了不同壁面滲透率和碳載量下對(duì)稱(chēng)孔道與非對(duì)稱(chēng)孔道中的壓降特性。研究結(jié)果表明:進(jìn)口孔道速度沿軸向先增大后減小,出口孔道速度沿軸向逐漸減小;進(jìn)口孔道靜壓沿軸向先減小后增大,出口孔道靜壓沿軸向逐漸減小;碳煙微�？偸窍仍诳椎赖暮蠖顺练e,隨著碳載量增大,碳煙微粒沿孔道軸向分布逐漸趨向于均勻;絕對(duì)碳載量系數(shù)大于0.3時(shí),非對(duì)稱(chēng)孔道相對(duì)于對(duì)稱(chēng)孔道具有較小的壓降;進(jìn)出口孔道比例越大,壓降受排氣流量的影響越大。運(yùn)用AVL-Boost建立了DPF的一維壓降模型并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,分析了DPF孔密度、長(zhǎng)徑比、進(jìn)出口孔道比例等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)DPF壓降的影響。結(jié)果表明:在結(jié)構(gòu)確定的DPF中總壓降的變化主要受深層碳煙壓降和濾餅碳煙壓降的影響;增大孔密度的同時(shí)減小壁厚可以降低總壓降,DPF孔密度存在最佳值,本文所用DPF孔密度最佳值為每平方英寸400目;減小載體的長(zhǎng)徑比有利于降低DPF總壓降;在碳載量大于6g/L時(shí),增大進(jìn)出口比例有利于降低總壓降,進(jìn)出口比例大于1.3后,總壓降基本不再降低。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī)微粒捕集器 流場(chǎng) 壓降 分布特性 數(shù)值模擬
【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
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-11
• 字母注釋表11-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 前言12-13
• 1.2 柴油機(jī)排放法規(guī)13-15
• 1.3 柴油車(chē)排放控制技術(shù)路線(xiàn)15-17
• 1.3.1 輕型柴油車(chē)15-16
• 1.3.2 重型柴油車(chē)16-17
• 1.4 柴油機(jī)微粒捕集器（DPF）介紹17-21
• 1.4.1 柴油機(jī)微粒捕集器材料17-19
• 1.4.2 柴油機(jī)微粒捕集器工作原理19
• 1.4.3 柴油機(jī)微粒捕集器再生技術(shù)19-21
• 1.5 國(guó)內(nèi)外DPF流場(chǎng)和壓降研究現(xiàn)狀21
• 1.6 本文研究意義及主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 DPF數(shù)值計(jì)算理論模型23-29
• 2.1 DPF流動(dòng)模型23-25
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程23
• 2.1.2 動(dòng)量守恒方程23-24
• 2.1.3 湍流模型24-25
• 2.2 多孔介質(zhì)模型25
• 2.3 DPF壓降模型25-27
• 2.4 DPF再生模型27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 DPF孔道內(nèi)部的流動(dòng)和壓降特性分析29-45
• 3.1 幾何模型構(gòu)建與網(wǎng)格劃分29-30
• 3.2 Fluent計(jì)算模型驗(yàn)證30-32
• 3.2.1 孔道內(nèi)速度分布驗(yàn)證31
• 3.2.2 孔道內(nèi)壓力分布驗(yàn)證31-32
• 3.3 非對(duì)稱(chēng)孔道內(nèi)的流場(chǎng)特性32-35
• 3.3.1 非對(duì)稱(chēng)孔道內(nèi)的速度分布32-33
• 3.3.2 非對(duì)稱(chēng)孔道內(nèi)的壓力分布33-34
• 3.3.3 非對(duì)稱(chēng)孔道內(nèi)的過(guò)濾速度和微粒濃度分布34-35
• 3.4 孔道內(nèi)碳煙的累積過(guò)程35-36
• 3.5 孔道結(jié)構(gòu)非對(duì)稱(chēng)性對(duì)壓降的影響36-40
• 3.6 壁面滲透率不均勻性對(duì)流動(dòng)和壓降的影響40-44
• 3.6.1 壁面滲透率不均勻分布對(duì)孔道內(nèi)速度場(chǎng)的影響41-43
• 3.6.2 壁面滲透率不均勻分布對(duì)孔道內(nèi)壓力場(chǎng)的影響43-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第四章 DPF結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)壓降的影響研究45-58
• 4.1 AVL-Boost計(jì)算模型45-46
• 4.2 AVL-Boost計(jì)算模型試驗(yàn)驗(yàn)證46-48
• 4.3 DPF總壓降與不同部分壓降分析48-49
• 4.4 DPF孔密度對(duì)壓降的影響49-53
• 4.4.1 壁厚不變時(shí)孔密度對(duì)壓降的影響49-50
• 4.4.2 壁厚改變時(shí)孔密度對(duì)壓降的影響50-53
• 4.5 載體長(zhǎng)徑比對(duì)壓降的影響53-54
• 4.6 進(jìn)出口孔道比例對(duì)壓降的影響54-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 第五章 全文總結(jié)與展望58-60
• 5.1 全文總結(jié)58-59
• 5.2 工作展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明64-65
• 致謝65-66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：760855