發(fā)布時間：2017-10-13 16:31

  本文關(guān)鍵詞：微米木纖維過濾汽車尾氣的理論分析與實驗研究

  更多相關(guān)文章： 微米木纖維 濾芯 PM2.5 過濾機理 流體分析

【摘要】：近年來,隨著霧霾天、沙塵天氣的增多,微米顆粒物的概念逐漸進入到人們的視野當中,人們也越來越多的關(guān)注PM2.5,PM10等一系列概念。而PM2.5的主要來源為汽車尾氣,因此,本文總結(jié)了現(xiàn)有PM2.5過濾技術(shù)和相關(guān)過濾材料,提出一種新型過濾材料,微米木纖維作為濾芯的木基生態(tài)級PM2.5過濾器。本文通過氣體流體的研究方法建立了尾氣過濾裝置內(nèi)部相關(guān)計算模型,對模型進行了描述與假設(shè),列出了一系列關(guān)于模型的基本理論控制方程。重要的是給出了纖維過濾器過濾效率計算公式,將截留效應(yīng)考慮進來,得到了單纖維過濾總效率的數(shù)值,并看出了微米木纖維的比表面積和纖維過濾器過濾效率是成正比的關(guān)系,為后續(xù)實驗研究打下堅實的理論基礎(chǔ)。提出了微米木纖維和炭化微米木纖維過濾汽車尾氣的過濾機理,介紹了微米木纖維對尾氣顆粒的吸附性能及其通透性能。從微觀角度驗證了微米木纖維細胞的吸附作用。以實驗和計算機模擬仿真相結(jié)合的方式對微米木纖維作為汽車尾氣濾芯材料進行了研究。實驗分析表明微米木纖維對PM2.5固體顆粒具有過濾作用,于是提出假設(shè),制作多組濾芯,來驗證假設(shè)的正確性。在反復(fù)多次實驗后,驗證了假想理論的正確性,為今后研究微米木纖維濾芯提供了強有力的實驗支撐。又在計算機模擬仿真FLUENT軟件上做了一系列模擬仿真,在整個仿真過程中,通過建立三維模型,運用FLUENT軟件對模型進行合理劃分網(wǎng)格和邊界條件設(shè)定,得到了木纖維表面流體力學分析結(jié)果。經(jīng)過理論公式推算,驗證了微米木纖維對PM2.5固體小顆粒有著良好的吸附作用。為解決我國汽車尾氣中細微顆粒物的過濾問題,及汽車PM2.5過濾器的設(shè)計提供了途徑和理論支撐。
【關(guān)鍵詞】：微米木纖維 濾芯 PM2.5 過濾機理 流體分析
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究的目的與意義10-11
• 1.1.1 課題背景10-11
• 1.1.2 研究的目的與意義11
• 1.2 汽車尾氣污染物含量及其危害11-12
• 1.2.1 汽車尾氣污染物含量12
• 1.2.2 汽車尾氣的危害12
• 1.3 國內(nèi)外微米木纖維的研究現(xiàn)狀分析及其發(fā)展動態(tài)分析12-15
• 1.3.1 國外微米木纖維研究現(xiàn)狀分析12-13
• 1.3.2 國內(nèi)微米木纖維研究現(xiàn)狀分析13-14
• 1.3.3 微米木纖維的發(fā)展前景14-15
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容15-16
• 2 微米木纖維吸附尾氣細微顆粒的理論分析16-27
• 2.1 氣體流流體的研究方法16-17
• 2.2 尾氣過濾裝置內(nèi)部計算模型17-19
• 2.2.1 模型描述17
• 2.2.2 模型假設(shè)17
• 2.2.3 數(shù)學模型17-19
• 2.3 木纖維過濾芯過濾效率計算19-26
• 2.3.1 過濾效率計算步驟19-20
• 2.3.2 截留效應(yīng)20-24
• 2.3.3 木纖維過濾芯過濾效率24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 微米木纖維過濾汽車尾氣的過濾機理研究27-33
• 3.1 微米木纖維過濾汽車尾氣的過濾機理研究27-31
• 3.1.1 微米木纖維過濾汽車尾氣的過濾機理27-28
• 3.1.2 炭化微米木纖維過濾汽車尾氣的過濾機理28-29
• 3.1.3 影響捕集作用因素的修正29-30
• 3.1.4 微米木纖維對尾氣顆粒的吸附性能30-31
• 3.1.5 微米木纖維的通透性能31
• 3.2 微米木纖維的優(yōu)良性能31-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 4 微米木纖維過濾汽車尾氣的實驗研究33-48
• 4.1 微米木纖維的加工工藝33-34
• 4.2 微米木纖維加工設(shè)備的選擇34-35
• 4.3 微米木纖維的制備35-38
• 4.3.1 微米木纖維對原材料、含水率及刀具的要求35-36
• 4.3.2 三種微米木纖維濾芯的制備36-38
• 4.4 微米木纖維過濾汽車尾氣實驗條件38-39
• 4.5 微米木纖維過濾汽車尾氣實驗分析39
• 4.6 檢測木纖維表面成分方法39-41
• 4.6.1 電鏡實驗準備39-40
• 4.6.2 電鏡實驗40-41
• 4.7 微米木纖維過濾汽車尾氣實驗結(jié)果41-46
• 4.7.1 純微米木纖維(試樣A)吸附汽車尾氣15分鐘41-42
• 4.7.2 增大比表面積的微米木纖維(試樣B)吸附汽車尾氣15分鐘42-44
• 4.7.3 增大比表面積的微米木纖維(試樣C)吸附汽車尾氣30分鐘44-45
• 4.7.4 炭化后的微米木纖維(試樣D)通尾氣30分鐘45-46
• 4.8 微米木纖維濾芯沒有發(fā)生燃燒現(xiàn)象的解釋46
• 4.9 幾種濾芯的實驗結(jié)果分析46-47
• 4.10 本章小結(jié)47-48
• 5 微米木纖維過濾裝置的模擬仿真分析48-58
• 5.1 FLUENT軟件分析介紹48-51
• 5.1.1 FLUENT的前置功能模塊——Gambit49-50
• 5.1.2 FLUENT操作界面50-51
• 5.2 微米木纖維應(yīng)用軟件數(shù)值模擬步驟51
• 5.3 網(wǎng)格劃分及FLUENT數(shù)值計算模型分析步驟51-55
• 5.3.1 網(wǎng)格的劃分51-52
• 5.3.2 FLUENT數(shù)值計算模型分析步驟52-55
• 5.4 微米木纖維應(yīng)用軟件模擬計算結(jié)果及分析55-57
• 5.4.1 FLUENT計算生成的殘差曲線55-56
• 5.4.2 壓力云圖56-57
• 5.4.3 速度矢量圖57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文63-64
• 致謝64-65

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本文編號：1025942