基于双极荷电凝并技术的柴油机DPF捕集特性研究

发布时间：2020-10-28 08:02

　　 现代柴油机具有油耗低、热效率高、可靠性高的优点,越来越得到广泛的应用。但柴油机的颗粒物排放却是汽油机的30~60倍,控制柴油机的颗粒物排放是当前工作的重中之重。虽然柴油机颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)对积聚模态颗粒(粒径范围50nm至1μm)的捕集效率高达90%之上,但对核模态颗粒的(粒径小于50nm)捕集效率仅有42%。运用双极荷电凝并技术(Bipolar Electrical Charge Agglomeration,BECA)对进入DPF的颗粒进行预处理,能使核模态颗粒凝并成粒径较大的颗粒,提高DPF对核模态颗粒的捕集效率。固而研究双极荷电凝并技术对DPF捕集性能的影响具有一定的理论和实用价值。本文基于FLUENT软件,建立DPF孔道三维计算模型,运用湍流模型、离散相模型和多孔介质模型模拟计算了不同荷电电压条件下荷电颗粒在孔道内的流动及沉积特性。结果表明:荷电电压的增加会使进排气孔内速度变化趋于线性,且荷电电压越高线性变化越明显;在加载电压后进气孔内压力增大,而荷电电压的改变对排气孔道压力变化影响不大;同时荷电电压的增加会使壁面渗流速度沿孔道轴向变化变缓,孔道内的颗粒沉积分布趋于均匀,且电压越高颗粒沉积分布越均匀。通过搭建双极荷电凝并试验平台,研究了不同荷电电压对DPF捕集性能的影响。试验结果表明:双极荷电凝并技术能够降低核模态颗粒物数量浓度,与DPF耦合能够提高DPF的捕集效率,降低颗粒物的质量浓度。当荷电电压为20kV时,9.3~10.8nm范围内的核模态颗粒的捕集效率由0kV时的42%上升至69%,而对粒径大于90nm积聚态颗粒的捕集效率由70%上升至92%;通过滤纸称重的方法测得0kV、10kV、20kV加载电压下,DPF的平均捕集效率分别为72.2%、81.2%、92.9%。利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对加载后的DPF通道进行测量,得到不同荷电电压下孔道内的颗粒沉积厚度,测量结果表明:荷电电压的增大会使孔道颗粒沉积更加均匀,且电压越高,颗粒沉积厚度越大。其中在荷电电压为0kV时,DPF进气孔道入口端的颗粒沉积厚度较少约为48μm,而在通道末端颗粒沉积量达到最大值约为60μm;荷电电压为10kV、20kV时沉积厚度都较为均匀,平均沉积厚度分别为69.74μm、88.78μm。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TK421.5
【部分图文】：

基于双极荷电凝并技术的柴油机 DPF 捕集特性研究，生成各种不饱和烃类，它们不断脱氢、聚合，最终形成碳集了气相烃和其他物质，形成了碳烟基元，最后碳烟基元堆碳烟。而 SOF、硫酸盐主要来源于未燃烧的柴油以及润滑油.1 中可以看出柴油机颗粒物粒径大多至于 1nm 与 1μm5-6]根据柴油机颗粒物表面积与粒度之间的关系，将柴油机颗态即：粗粒子模态（颗粒粒径大于 1μm）、积聚模态（颗粒m 之间）、核模态（颗粒粒径小于 50nm）。

捕集器研究进展效的颗粒处理方式之一，能减少 90%以上的司开始量产装有 DPF 的柴油车以来，DPF 的内外学者针对 DPF 的研究主要集中在：采用材料代替原有的 DPF 载体材料；优化 DPF 结的背压。结构与材料机颗粒捕集器构造示意图，柴油机颗粒捕集两大部分组成。DPF 封装壳体由进出口、扩扩口管流入 DPF 载体，颗粒物在流经过滤经排气孔排出。

江苏大学硕士学位论文方面需要考虑调整合适的再生策过滤载体在强热应力下损坏。两类：壁流式蜂窝陶瓷载体与泡部每相邻的进排气孔，一个在出入口处进入孔道内，由于进气孔这样排气中的颗粒就被多孔壁面蜂窝陶瓷过滤体对粒径较大的颗
【参考文献】

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本文编号：2859817