炭化微米木纖維濾芯性能影響因素理論與試驗研究
發(fā)布時間:2023-03-27 05:33
隨著環(huán)境問題頻發(fā),人們的環(huán)保意識逐步提高,近兩年國內多個城市頻繁出現(xiàn)霧霾天氣,更加重了人們對于PM2.5的關注,作為PM2.5的重要貢獻源之一,柴油車的尾氣排放問題越發(fā)受到重視。面對日益嚴格的柴油車排放標準,柴油車微粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)得到了較為廣泛的研究和應用。本文對一種新型DPF濾芯材料——炭化微米木纖維(Carbonized Micron Wood Fiber, CMWF)進行研究。與目前常用的DPF材料相比,炭化微米木纖維具有過濾效率高、進氣阻力低的優(yōu)點,更為重要的是,其原材料(木材加工剩余物)本身就是一種綠色可再生資源,因此該材料具有良好的發(fā)展前景。 本文在全面了解柴油機顆粒物(particulate material,PM)物理特性的基礎上,結合CMWF材料特點,借助經典纖維理論,分別計算獨立單根纖維對柴油機PM基于攔截效應、慣性效應、擴散效應的捕集效率,再應用對數(shù)穿透理論建立CMWF濾芯凈化柴油機PM過濾效率的理論模型;借助“量綱分析法”,參考其他研究者給出的纖維材料過濾阻力的經驗公式和半經驗公式,綜合多組試驗數(shù)據(jù)得到CM...
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 柴油車排放標準及控制技術
1.2 DPF過濾材料的研究
1.2.1 陶瓷基材料
1.2.2 金屬基材料
1.2.3 復合基材料
1.3 炭化微米木纖維材料
1.4 本文來源與主要研究內容
2 CMWF材料濾芯的過濾機理研究
2.1 CMWF材料對柴油機PM過濾機理研究的理論背景
2.1.1 柴油機PM的粒徑分布特點及其球型假設
2.1.2 單纖維過濾理論
2.2 CMWF濾芯材料的捕集效率
2.2.1 CMWF過濾條件下的Kuwabara流場
2.2.2 CMWF的攔截效應及攔截捕集效率
2.2.3 CMWF的慣性效應及慣性捕集效率
2.2.4 CMWF的擴散效應及擴散捕集效率
2.2.5 單根CMWF對PM的總捕集效率
2.2.6 CMWF濾芯的過濾效率
2.3 CMWF濾芯的進氣阻力
2.4 本章小結
3 CMWF濾芯過濾性能影響因素的理論分析
3.1 不同結構參數(shù)對CMWF濾芯過濾效率影響情況的理論分析
3.1.1 纖維等效半徑對過濾效率的影響
3.1.2 濾芯填充率對過濾效率的影響
3.1.3 濾芯長度對過濾效率的影響
3.2 不同結構參數(shù)對CMWF濾芯進氣阻力影響情況的理論分析
3.2.1 纖維等效半徑對進氣阻力的影響
3.2.2 濾芯填充率對進氣阻力的影響
3.2.3 濾芯長度對進氣阻力的影響
3.3 本章小結
4 CMWF DPF濾芯性能影響因素的試驗研究
4.1 CMWF DPF濾芯的制備
4.1.1 微米木纖維材料的制備
4.1.2 微米木纖維濾芯的制備
4.1.3 CMWF濾芯的制備
4.1.4 特定結構參數(shù)的實現(xiàn)
4.2 CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺的設計與搭建
4.2.1 CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺機械部分
4.2.2 CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺檢測部分
4.2.3 CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺軟件部分
4.3 試驗內容及結果分析
4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
本文編號:3772494
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
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摘要
Abstract
1 緒論
1.1 柴油車排放標準及控制技術
1.2 DPF過濾材料的研究
1.2.1 陶瓷基材料
1.2.2 金屬基材料
1.2.3 復合基材料
1.3 炭化微米木纖維材料
1.4 本文來源與主要研究內容
2 CMWF材料濾芯的過濾機理研究
2.1 CMWF材料對柴油機PM過濾機理研究的理論背景
2.1.1 柴油機PM的粒徑分布特點及其球型假設
2.1.2 單纖維過濾理論
2.2 CMWF濾芯材料的捕集效率
2.2.1 CMWF過濾條件下的Kuwabara流場
2.2.2 CMWF的攔截效應及攔截捕集效率
2.2.3 CMWF的慣性效應及慣性捕集效率
2.2.4 CMWF的擴散效應及擴散捕集效率
2.2.5 單根CMWF對PM的總捕集效率
2.2.6 CMWF濾芯的過濾效率
2.3 CMWF濾芯的進氣阻力
2.4 本章小結
3 CMWF濾芯過濾性能影響因素的理論分析
3.1 不同結構參數(shù)對CMWF濾芯過濾效率影響情況的理論分析
3.1.1 纖維等效半徑對過濾效率的影響
3.1.2 濾芯填充率對過濾效率的影響
3.1.3 濾芯長度對過濾效率的影響
3.2 不同結構參數(shù)對CMWF濾芯進氣阻力影響情況的理論分析
3.2.1 纖維等效半徑對進氣阻力的影響
3.2.2 濾芯填充率對進氣阻力的影響
3.2.3 濾芯長度對進氣阻力的影響
3.3 本章小結
4 CMWF DPF濾芯性能影響因素的試驗研究
4.1 CMWF DPF濾芯的制備
4.1.1 微米木纖維材料的制備
4.1.2 微米木纖維濾芯的制備
4.1.3 CMWF濾芯的制備
4.1.4 特定結構參數(shù)的實現(xiàn)
4.2 CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺的設計與搭建
4.2.1 CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺機械部分
4.2.2 CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺檢測部分
4.2.3 CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺軟件部分
4.3 試驗內容及結果分析
4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
本文編號:3772494
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