微粒捕集器捕集效率灾变预测及微波再生过程场协同分析

发布时间：2017-07-31 06:06

  本文关键词：微粒捕集器捕集效率灾变预测及微波再生过程场协同分析

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【摘要】：柴油机微粒排放问题已引起世界各国及公众的极大关注,微粒排放控制技术也成为柴油机行业的研究重点,对微粒排放控制研究将会带来可观的经济效益和社会效益。因此,减少柴油机的微粒排放成为柴油机进一步发展的课题之一,具有很好的研究前景。为此,本文以国家自然科学基金项目[51176045]“微粒捕集器过滤体复合再生与多场协同机理及其优化研究”为依托,采用数值仿真方法,场协同理论对微粒捕集器微波再生过程进行研究,论文主要研究工作与创新点如下:(1)利用灾变理论建立微粒捕集器捕集失效尖点突变模型,通过解析微粒捕集器捕集失效尖点突变模型的临界点和奇点集以及微粒捕集器捕集失效尖点灾变模型的判别式,有效地对微粒捕集器捕集终点进行预测。(2)建立了壁流式微粒捕集器内多孔介质传热的三维数学模型,并针对不同入口速度、排气温度和压力等工况对微粒捕集器微波再生过程进行了场协同分析,较好地揭示了微粒捕集器微波再生过程与场协同机理。(3)根据仿真数据以及微粒捕集器结构参数在试验台架上进行微粒捕集器微波再生试验验证,结果表明,本文建立的壁流式微粒捕集器内多孔介质传热的三维数学模型具有相对误差小、精度高的特点。
【关键词】：微粒捕集器 灾变预测 数值仿真 温度均匀系数 协同度
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK421.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 研究背景与研究意义9-12
• 1.2 柴油车尾气排放微粒PM成分与形成机理12-13
• 1.3 微粒排放控制技术13-16
• 1.3.1 柴油机的主要排放污染物13
• 1.3.2 柴油机的主要机内净化技术13-15
• 1.3.3 微粒后处理净化技术15-16
• 1.4 微粒捕集器再生技术研究现状16-19
• 1.4.1 国外微粒捕集器流动及再生数学模型的研究现状16-18
• 1.4.2 国内微粒捕集器流动及再生数学模型的研究现状18-19
• 1.5 主要研究内容及论文框架19-21
• 第2章 微粒捕集器捕集效率灾变分析21-29
• 2.1 灾变理论简介21-22
• 2.2 灾变理论引入微粒捕集器捕集失效分析的必要性22-24
• 2.2.1 自组织临界性概念22
• 2.2.2 微粒捕集器捕集过程中的灾变预测22-23
• 2.2.3 分析方法23-24
• 2.3 RSH算法24-26
• 2.3.1 H值计算24
• 2.3.2 预测分析24-26
• 2.4 微粒捕集器捕集失效灾变分析26-28
• 2.4.1 微粒捕集器捕集失效灾变模型26-27
• 2.4.2 微粒捕集器失效的尖点灾变模型27
• 2.4.3 微粒捕集器失效判别27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 微粒捕集器过滤体再生过程数值仿真分析29-44
• 3.1 CFD及FLUENT软件简介29-32
• 3.1.1 CFD概述29
• 3.1.2 CFD的数值解法29-30
• 3.1.3 FLUENT软件30-31
• 3.1.4 软件简介31-32
• 3.2 微粒捕集器内气体与固体反应的模型32-34
• 3.2.1 三维物理模型的建立32-33
• 3.2.2 数学描述33-34
• 3.2.3 过滤体内的数学模型34
• 3.3 网格划分，，初始条件及边界条件设置34-36
• 3.3.1 微粒捕集器网格划分34-35
• 3.3.2 边界条件设置以及初始条件设置35-36
• 3.4 入口速度对捕集器内微粒燃烧的影响36-38
• 3.4.1 不同排气速度对温度场的影响36-37
• 3.4.2 温度场均匀性指标37-38
• 3.5 排气温度对捕集器微粒燃烧的影响38-39
• 3.5.1 不同排气温度对温度场的影响38-39
• 3.5.2 不同排气温度对再生温度的影响39
• 3.6 压力对微粒捕集器微粒燃烧的影响39-42
• 3.6.1 不同排气压力下的场协同分析39-41
• 3.6.2 不同压力下的温度均匀系数变化41-42
• 3.7 本章小结42-44
• 第4章 微粒捕集器微波再生台架试验44-50
• 4.1 微波再生过程试验方法44-47
• 4.1.1 试验装置44-45
• 4.1.2 试验方法45-47
• 4.2 试验结果及模型验证47-49
• 4.3 本章小结49-50
• 总结与展望50-52
• 参考文献52-56
• 附录A 攻读学位期间发表的论文及参与课题56-57
• 致谢57

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本文编号：597733