基于分形理论和拉曼光谱的柴油机颗粒物特性

发布时间：2022-01-03 11:56

　　基于分形理论和拉曼光谱试验对柴油机排气颗粒物在不同工况下的理化特性变化规律进行研究.利用分形理论对透射电镜图进行研究发现,颗粒物分形维数处于1.58～1.87,随转速增加而变大,随负荷增加而减小;通过拉曼光谱分析发现,在高转速或低负荷工况下,颗粒物D1峰(1 360 cm^-1)半高宽、I_D1/I_G（D1峰和G峰相对强度）与I_D3/I_G（D3峰和G峰相对强度）呈升高趋势.研究结果表明:低转速或高负荷下,颗粒物通常呈链状分布,颗粒物间排列相对疏松;高转速或低负荷下,颗粒物的无序度增强,容易被氧化,有利于颗粒物捕集器再生. 

【文章来源】：上海工程技术大学学报. 2020,34(02)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

发动机试验台架实物图

利用Image-Pro Plus 6.0软件,通过对TEM图像中每个基本碳粒子进行手工界定的方式获取Dp、L、Ap和Aa,如图2所示.利用式(3)和式(5)可以得出颗粒物的N和Rg,从而画出lgN-lg(2Rg/Dp)坐标图,如图3所示.利用Origin软件进行多点拟合,能够得到一条直线,直线斜率为Df,直线截距为kg.

6个工况下柴油机排气颗粒物的分形维数见表3.由表可知,分形维数处于1.58～1.87.当发动机处于低负荷时,对工况1、3和5进行对比分析发现,分形维数随转速增加而增加.在高负荷下,对比分析工况2、4和6发现,分形维数亦随转速增加而增加.主要原因是转速较高时,燃烧持续的时间缩短,抑制了基本碳粒子的表面生长,从而导致基本碳粒子粒径减小;同时,高转速下的缸内温度与压力较大,氧化作用较强,也会导致基本碳粒子粒径减小.研究表明,基本碳粒子的粒径越小,颗粒物的比表面积越大,对可溶性有机物吸附能力就越强,分形维数也就越大.表3 不同工况下颗粒物样品分形维数Table 3 Fractal dimension of PM samples at different operation conditions 参数 工况1 工况2 工况3 工况4 工况5 工况6 Df 1.65 1.58 1.79 1.72 1.87 1.79

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3566235