柴油機(jī)由于具有熱效率高、動力性和燃油經(jīng)濟(jì)低排放等優(yōu)點正逐漸成為社會的主要動力,然而其所排放的微粒對人類產(chǎn)生了有害的影響。目前公認(rèn)為解決微粒最有效的裝置是微粒捕集器。本文研究的是一種旋轉(zhuǎn)式微粒捕集器,其能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)捕集微粒和連續(xù)微波再生。但是微波再生沒有減少能源的消耗,而且也沒有降低微粒捕集器內(nèi)過濾體再生時的溫度,此問題亟待解決。為此,論文以國家自然科學(xué)基金項目(51676066)為依托,對旋轉(zhuǎn)式微粒捕集器Pd催化劑催化再生對微粒起燃溫度影響進(jìn)行了詳細(xì)研究。本文主要開展的工作和創(chuàng)新如下:(1)根據(jù)氣固兩相流理論、湍流模型和多孔介質(zhì)理論,對旋轉(zhuǎn)式微粒捕集器過濾體的內(nèi)外部分別建立了氣固兩相流動三維數(shù)學(xué)模型,并運用計算流體力學(xué)軟件Fluent對所建立的三維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真,求解得到微粒捕集器內(nèi)的流場特性,結(jié)果表明入口處前端的過濾體的靜壓最大,所受應(yīng)力集中容易使過濾體疲勞損壞。(2)基于多相催化反應(yīng)相關(guān)理論知識,運用化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)軟件CHEMKIN建立了反應(yīng)器的計算模型,并對模型有無催化劑加入進(jìn)行仿真分析CH₄起燃溫度的變化,同時研究了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Pd和Pt對CH

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 柴油機(jī)排放微粒及控制
        1.2.1 柴油機(jī)排放微粒組成與危害
        1.2.2 柴油車排放法規(guī)
        1.2.3 柴油車排放微�？刂萍夹g(shù)現(xiàn)狀
    1.3 微粒捕集器
        1.3.1 微粒捕集器結(jié)構(gòu)
        1.3.2 微粒捕集器過濾材料
        1.3.3 微粒捕集器再生技術(shù)
    1.4 催化型柴油機(jī)微粒捕集器介紹及研究現(xiàn)狀
        1.4.1 催化型柴油機(jī)微粒捕集器介紹
        1.4.2 催化型柴油機(jī)微粒捕集器研究現(xiàn)狀
    1.5 旋轉(zhuǎn)式微粒捕集器研究現(xiàn)狀
    1.6 本文研究內(nèi)容及意義
第2章 旋轉(zhuǎn)式DPF氣固兩相流分析
    2.1 旋轉(zhuǎn)式DPF模型建立
    2.2 網(wǎng)格的劃分及無關(guān)性驗證
    2.3 數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 多孔介質(zhì)理論
        2.3.2 氣固兩相流動模型
        2.3.3 過濾體外氣固兩相流動數(shù)學(xué)模型
        2.3.4 過濾體內(nèi)氣固兩相流動數(shù)學(xué)模型
        2.3.5 數(shù)學(xué)模型驗證
    2.4 邊界條件及初始條件設(shè)置
    2.5 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        2.5.1 氣體流動特性分析
        2.5.2 微粒流動特性分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 不同催化劑對旋轉(zhuǎn)式DPF中微粒起燃溫度的影響
    3.1 催化物理化學(xué)基礎(chǔ)
        3.1.1 催化作用
        3.1.2 均相催化與多相催化
        3.1.3 氣-固多相催化反應(yīng)過程
        3.1.4 反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)速率
    3.2 CHEMKIN軟件簡介
    3.3 經(jīng)典表面反應(yīng)機(jī)理模型
        3.3.1 Langmuir-Hinshlwood機(jī)理
        3.3.2 Eley-Rideal機(jī)理
    3.4 催化反應(yīng)動力學(xué)計算模型的建立
        3.4.1 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程
        3.4.2 活塞流反應(yīng)器模型
        3.4.3 表面反應(yīng)模型
        3.4.4 反應(yīng)器模型驗證
    3.5 微粒氧化反應(yīng)機(jī)理
    3.6 微粒氧化數(shù)值模擬計算
        3.6.1 有無催化劑加入的數(shù)值模擬
        3.6.2 不同Pd負(fù)載量的數(shù)值模擬
        3.6.3 不同催化劑的數(shù)值模擬
    3.7 本章小結(jié)
第4章 旋轉(zhuǎn)式微粒捕集器微粒起燃溫度影響因素及灰色關(guān)聯(lián)分析
    4.1 微粒起燃溫度影響因素的研究
        4.1.1 氣流速度的影響
        4.1.2 Pd質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
        4.1.3 進(jìn)氣壓力的影響
        4.1.4 HC濃度的影響
        4.1.5 Pd分散度的影響
        4.1.6 水蒸氣的影響
    4.2 灰色關(guān)聯(lián)分析
        4.2.1 灰色系統(tǒng)理論
        4.2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析計算方法
        4.2.3 起燃溫度影響因素權(quán)重
    4.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與課題
致謝



本文編號：3804300