DPF稳态再生性能的实验研究

发布时间：2017-07-08 10:07

  本文关键词：DPF稳态再生性能的实验研究

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【摘要】：壁流式柴油机微粒捕集器(DPF)是降低柴油机微粒(PM)排放最有效的装置之一,而高效、可靠的再生技术是其商业化的前提和保障。本文针对DPF稳态的再生性能开展研究,既有助于进一步了解再生机理,更是为再生性能优化及控制策略研究提供实验基础,具有重要的研究意义和应用价值。利用外加热源再生性能测试台架,研究了DPF白载体的传热特性,结果表明:增加来流温度和来流流量、降低DPF载体的长度以及增加DPF载体的孔目数(CPSI)能使载体的传热性能增加。在DPF载体末端添加热惯性体,能一定程度上降低轴向末端处的径向温度梯度。利用加载台架及外加热源再生性能测试台架,研究了微粒特性对DPF再生性能的影响,结果表明:相同粒径、比表面积大的碳黑更容易再生,其再生效率高,效能比也高。模拟SOF含量高的碳黑容易再生,再生效率高,效能比高。模拟SOF的热处理过程会改变其内部微观结构,使其更容易氧化再生,再生效率高,效能比高。与碳黑相比,柴油机微粒的起燃温度低,再生效率高,效能比高,但效能比基本不受来流温度的影响。利用加载台架及外加热源再生性能测试台架,研究了灰沉积对DPF再生性能的影响,结果表明:随着灰担载量的增加,DPF压降增加,能有效促进再生过程的进行,再生效率和效能比也相应增加。随着灰粒径的减小,DPF压降增加,再生效率和效能比也相应增加。和单质灰相比,沉积混合灰的DPF压降低,其内微粒更容易再生,再生效率和效能比高。利用加载台架及外加热源再生性能测试台架,研究了来流参数及灰沉积对CDPF再生性能的影响,结果表明:随着来流温度的增加,CDPF内碳黑反应逐渐加剧,再生效率和效能比逐渐增加。随着来流温度脉冲持续时间的增长,再生效率逐渐增大,但效能比却逐渐降低。随着灰沉积量的逐渐增加,阻碍的活性分子的逆向扩散,再生效率和效能比逐渐降低。在来流温度为475℃时,DPF内碳黑基本不发生氧化反应,而CDPF内碳黑发生剧烈氧化,再生效率和效能比也相应升高。
【关键词】：柴油机微粒捕集器(DPF) 传热特性 微粒特性 灰沉积 催化型柴油机微粒捕集器(CDPF)
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-24
• 1.1 引言9
• 1.2 柴油车微粒排放及其危害9-11
• 1.3 柴油车排放法规及排放控制技术路线11-15
• 1.3.1 柴油车排放法规11-12
• 1.3.2 柴油车排放控制技术路线12-15
• 1.4 DPF简介15-20
• 1.4.1 DPF原理15-16
• 1.4.2 DPF材料16-17
• 1.4.3 DPF再生17-20
• 1.5 研究现状20-23
• 1.5.1 DPF传热特性的研究现状20-21
• 1.5.2 微粒特性的研究现状21
• 1.5.3 灰沉积的研究现状21-22
• 1.5.4 CDPF的研究现状22-23
• 1.6 本文研究目标及内容23-24
• 2 实验台架介绍24-31
• 2.1 微粒加载台架24-25
• 2.2 柴油机微粒加载台架25-26
• 2.3 压降测试台架台架26-27
• 2.4 外加热源再生性能测试台架27-29
• 2.5 其他设备29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 3 DPF白载体传热特性的实验研究31-39
• 3.1 实验方法及载体参数31-32
• 3.2 来流参数对DPF白载体传热特性的影响32-34
• 3.3 长度对DPF白载体传热特性的影响34-35
• 3.4 孔目数对DPF传热特性的影响35-37
• 3.5 热惯性体对DPF传热特性的影响37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 4 微粒特性对DPF再生性能影响的实验研究39-48
• 4.1 实验方法及材料39-41
• 4.2 比表面积对DPF再生性能的影响41-42
• 4.3 模拟SOF对DPF再生性能的影响42-44
• 4.4 SOF组分热处理对载体再生性能的影响44-45
• 4.5 柴油机微粒与碳黑对载体再生性能影响的比较45-47
• 4.6 本章小结47-48
• 5 灰沉积对DPF再生性能影响的实验研究48-54
• 5.1 实验方法及材料48
• 5.2 灰担载量对DPF再生性能的影响48-50
• 5.3 灰粒径对DPF再生性能的影响50-52
• 5.4 灰成分对DPF再生性能的影响52-53
• 5.5 本章小结53-54
• 6 CDPF再生性能的实验研究54-61
• 6.1 实验方法及材料54
• 6.2 来流温度对CDPF再生性能的影响54-56
• 6.3 来流温度脉冲持续时间对CDPF再生性能的影响56-57
• 6.4 灰沉积对CDPF再生性能的影响57-58
• 6.5 DPF与CDPF再生性能差异比较58-60
• 6.6 本章小结60-61
• 7 结论与展望61-63
• 7.1 本文结论61-62
• 7.2 研究展望62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文、科研成果及参研项目67-69
• 致谢69-70

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本文编号：534061