来流参数对炭黑颗粒氧化特性影响
发布时间：2022-01-04 09:02
本实验基于热重分析仪,用商用炭黑Printex U代替柴油机颗粒物以及模拟灰（ZnO,MgO,Al2O3）代替真实灰分,开展灰的成分、氧浓度、进气流量、升温速率对炭黑氧化特性影响的实验,采用综合氧化指数（S）进行氧化动力学分析。结果表明:ZnO作为灰分对炭黑氧化有明显促进作用,随ZnO量增多,峰值反应温度（Tp）下降,S上升明显,当ZnO与炭黑混合比例为1:15时,其Tp达到（545±1）℃,获得S最大值（2.21±0.1）×10-7%2min-2℃-3;在真实柴油机排气氧浓度范围内,随着氧气浓度增加,Tp逐渐减小,S呈逐渐上升趋势,当氧气浓度为15%时,获得S最大值（1.72±0.03）×10-7%2min-2℃-3;较低的进气流量下Tp几乎不受影响,S随进气流量增大而缓慢增长,当进气流量达到100 mL/min时,获得S最大值（1.72±0.03）×10-...
【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２不同掺灰量下的ＴＧ－ＤＴＧ曲线??赵??２?６?０???１１２??－ｏ??ｏ?ｏ?ｏ??６?８?０??
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Ｏ／Ａｌ２〇３／ＺｎＯ?ｍｉｘｔｕｒｅｓ??图５比较了在不同比例（１：０、１：１、１：５、１：９、??１：１３、１：１５、１：１７、１：?２０）下的?ＰＵ：?ＺｎＯ?的?ＴＧ－ＤＴＧ??曲线。由图可知，ＴＧ－ＤＴＧ曲线随着ＺｎＯ比例的增??加而向低温区偏移，导致ｒｓ、ｒｐ和ｒｅ的降低，ｗｍａｘ??呈现先增大后减小的趋势。当ＰＵ：ＺｎＯ比例达到??１：１５以后，曲线开始向高温区偏移。主要原因可能??是过多的灰分抑制了炭黑的氧化反应，阻碍了炭黑??的燃烧，导致曲线向髙温区偏移。??图６比较了不同比例的ＰＵ／ＺｎＯ的综合氧化??指数和峰值温度。如图７所示，在ＰＵ／ＺｎＯ混合??物中，综合氧化指数呈现先升高后降低的趋势。当??ＰＵ／ＺｎＯ的重量比为１：１５时，综合氧化指数最大??值为（２．２１±０．１）ｘｌ〇－７?％２ｍｉｎ－２°Ｃ－３，与纯?ＰＵ?相??比提高了?１２６％。提高综合氧化指数的主要原因是当??ＰＵ／ＺｎＯ的比例低于１：１５时，ＺｎＯ作为氧载体使炭??黑表面吸附到更多氧气，炭黑更容易进行氧化反应。??当ＰＵ／ＺｎＯ的重量比大于１：１５时，炭黑表面吸附??的氧气趋于饱和，而过多的灰会影响颗粒之间的传??热特性，导致综合氧化指数下降。在以往的研究中，??在二氧化碳／氧气气氛中，钾掺杂对炭烟氧化的催化??作用中，炭烟表面过量的钾元素阻碍了气体物质的??迁移，增加了传质阻力。另外，氧化锌是一种两性氧??化物，具有中等的吸收二氧化碳的能力随着??氧化锌用量的增加，氧化锌会吸收更多的二氧化碳，??从而减少了炭黑与氧原子的接触。当ＰＵ／ＺｎＯ混合??物比例为１：１５时，峰值温度在（５４５±１）°Ｃ时达到最??小
【参考文献】：
期刊论文
[1]过滤速度对DPF内颗粒沉积特性影响的试验研究[J]. 孟忠伟,蒲云飞,闫妍,韩伟强. 内燃机工程. 2014(05)
[2]柴油车排放法规及后处理技术的现状与展望[J]. 帅石金,唐韬,赵彦光,华伦. 汽车安全与节能学报. 2012(03)
[3]柴油机用壁流式过滤体基础模型研究[J]. 资新运,郭猛超,蔡强,姚广涛,邓成林. 内燃机工程. 2010(03)
[4]柴油机捕集器结构参数对不同粒径微粒过滤特性的影响[J]. 谭丕强,胡志远,楼狄明,万钢,李志军. 机械工程学报. 2008(02)
[5]微粒捕集器再生技术的研究动态和发展趋势[J]. 谭丕强,胡志远,楼狄明,万钢. 车用发动机. 2005(05)
本文编号：3568061
【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２不同掺灰量下的ＴＧ－ＤＴＧ曲线??赵??２?６?０???１１２??－ｏ??ｏ?ｏ?ｏ??６?８?０??
－８０??－１００??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００??温度／°ｃ??图５不同比例下ＰＵ／ＺｎＯ的ＴＧ－ＤＴＧ??Ｆｉｇ．?５?ＴＧ－ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＰＵ／ＺｎＯ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ??１：５??ＰＵ／灰质量比??１：９??图３?ＰＵ与Ｍｇ０／Ａｌ２０３／Ｚｎ０的综合氧化指数的比较??Ｆｉｇ．?３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ?Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?Ｉｎｄｅｘ?ｏｆ??ＰＵ?ａｎｄ?ＭｇＯ／Ａｌ２〇３／ＺｎＯ??６５０??６２０??Ｕ??■￣??５９０??５６０??５３０??５００??１：１??１：５??ＰＵ／灰质量比??１：９??图４?ＰＵ与Ｍｇ０／Ａｌ２０３／Ｚｎ〇混合时峰值反应温度Ｔｐ比较??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｐｅａｋ?ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?Ｔｐ??ｂｅｔｗｅｅｎ?ＰＵ?ａｎｄ?ＭｇＯ／Ａｌ２〇３／ＺｎＯ?ｍｉｘｔｕｒｅｓ??图５比较了在不同比例（１：０、１：１、１：５、１：９、??１：１３、１：１５、１：１７、１：?２０）下的?ＰＵ：?ＺｎＯ?的?ＴＧ－ＤＴＧ??曲线。由图可知，ＴＧ－ＤＴＧ曲线随着ＺｎＯ比例的增??加而向低温区偏移，导致ｒｓ、ｒｐ和ｒｅ的降低，ｗｍａｘ??呈现先增大后减小的趋势。当ＰＵ：ＺｎＯ比例达到??１：１５以后，曲线开始向高温区偏移。主要原因可能??是过多的灰分抑制了炭黑的氧化反应，阻碍了炭黑??的燃烧，导致曲线向髙温区偏移。??图６比较了不同比例的ＰＵ／ＺｎＯ的综合氧化??指数和峰值温度。如图７所示，在ＰＵ／ＺｎＯ混合??物中
Ｏ／Ａｌ２〇３／ＺｎＯ?ｍｉｘｔｕｒｅｓ??图５比较了在不同比例（１：０、１：１、１：５、１：９、??１：１３、１：１５、１：１７、１：?２０）下的?ＰＵ：?ＺｎＯ?的?ＴＧ－ＤＴＧ??曲线。由图可知，ＴＧ－ＤＴＧ曲线随着ＺｎＯ比例的增??加而向低温区偏移，导致ｒｓ、ｒｐ和ｒｅ的降低，ｗｍａｘ??呈现先增大后减小的趋势。当ＰＵ：ＺｎＯ比例达到??１：１５以后，曲线开始向高温区偏移。主要原因可能??是过多的灰分抑制了炭黑的氧化反应，阻碍了炭黑??的燃烧，导致曲线向髙温区偏移。??图６比较了不同比例的ＰＵ／ＺｎＯ的综合氧化??指数和峰值温度。如图７所示，在ＰＵ／ＺｎＯ混合??物中，综合氧化指数呈现先升高后降低的趋势。当??ＰＵ／ＺｎＯ的重量比为１：１５时，综合氧化指数最大??值为（２．２１±０．１）ｘｌ〇－７?％２ｍｉｎ－２°Ｃ－３，与纯?ＰＵ?相??比提高了?１２６％。提高综合氧化指数的主要原因是当??ＰＵ／ＺｎＯ的比例低于１：１５时，ＺｎＯ作为氧载体使炭??黑表面吸附到更多氧气，炭黑更容易进行氧化反应。??当ＰＵ／ＺｎＯ的重量比大于１：１５时，炭黑表面吸附??的氧气趋于饱和，而过多的灰会影响颗粒之间的传??热特性，导致综合氧化指数下降。在以往的研究中，??在二氧化碳／氧气气氛中，钾掺杂对炭烟氧化的催化??作用中，炭烟表面过量的钾元素阻碍了气体物质的??迁移，增加了传质阻力。另外，氧化锌是一种两性氧??化物，具有中等的吸收二氧化碳的能力随着??氧化锌用量的增加，氧化锌会吸收更多的二氧化碳，??从而减少了炭黑与氧原子的接触。当ＰＵ／ＺｎＯ混合??物比例为１：１５时，峰值温度在（５４５±１）°Ｃ时达到最??小
【参考文献】：
期刊论文
[1]过滤速度对DPF内颗粒沉积特性影响的试验研究[J]. 孟忠伟,蒲云飞,闫妍,韩伟强. 内燃机工程. 2014(05)
[2]柴油车排放法规及后处理技术的现状与展望[J]. 帅石金,唐韬,赵彦光,华伦. 汽车安全与节能学报. 2012(03)
[3]柴油机用壁流式过滤体基础模型研究[J]. 资新运,郭猛超,蔡强,姚广涛,邓成林. 内燃机工程. 2010(03)
[4]柴油机捕集器结构参数对不同粒径微粒过滤特性的影响[J]. 谭丕强,胡志远,楼狄明,万钢,李志军. 机械工程学报. 2008(02)
[5]微粒捕集器再生技术的研究动态和发展趋势[J]. 谭丕强,胡志远,楼狄明,万钢. 车用发动机. 2005(05)
本文编号：3568061
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