柴油机壁流式微粒捕集器灰烬沉积特性研究
发布时间：2022-01-14 18:12
雾霾是备受关注的环境问题之一,根据研究可知,汽车的尾气排放是造成雾霾的主要原因之一,因此,有效控制汽车污染物的排放,特别是柴油机的微粒排放,是治理雾霾以及改善大气环境的必要措施。微粒捕集器是控制柴油机微粒排放的重要装置,其主要性能指标有捕集效率、流动阻力、再生效率和使用寿命,其中,使用寿命决定了微粒捕集器在车载使用过程中的使用成本。影响微粒捕集器使用寿命的因素众多,其中,微粒经过再生燃烧后的不可燃灰烬是影响微粒捕集器使用寿命的主要因素之一。灰烬在微粒捕集器过滤体内沉积会导致过滤体的流动阻力增大,影响柴油机和微粒捕集器的使用性能,当沉积量较大时甚至会堵塞过滤体的进气孔道,导致微粒捕集器无法正常工作,严重影响微粒捕集器的使用寿命。因此,研究灰烬沉积对微粒捕集器的影响,并分析增加微粒捕集器灰烬容纳量的方法,对提高微粒捕集器的使用寿命具有重要意义。本文对微粒捕集器灰烬沉积状态下的流动阻力特性和捕集特性进行了分析,并对流动阻力特性和捕集特性进行了综合分析,提出了增加过滤体灰烬容纳量的车载使用优化方案。同时,根据非对称孔结构过滤体的特点,提出了5种不同的非对称孔结构过滤体设计方案,并对比分析了 5...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２三大排放法规柴油机排放限定值的对比??大排放法规中柴油机主要排放污染物（微粒和氮氧化物）的排放限定值｜ｉ６１
柴油机微粒排放后处理净化技术是指在柴油机排气管道上安装净化装置，去缸内燃烧产生的微粒，达到降低微粒排放的技术。柴油机微粒排放后处技术控制的不是缸内的微粒生成量，而是通过排气管排入大气中的微粒排即“控量”。目前，应用最为广泛的柴油机微粒排放后处理装置有微粒捕集粒氧化催化转化器。??１．微粒捕集器??柴油机微粒捕集器（Ｄｉｅｓｅｌ?Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ?Ｆｉｌｔｅｒ，?ＤＰＦ）是一种物理过滤装置，构示意图如图１．３所示，微粒捕集器的微粒捕集效率高达９９％［３９］。壳体和微粒捕集器的主要组成部分，其中常用的过滤体材料主要有陶瓷基材料、材料和复合基材料，常用的过滤体结构主要有壁流式结构和通流式结构。气流流经微粒捕集器时，悬浮于排气中的微粒会被微粒捕集器捕集而与离，然后微粒积存在捕集器内，排气则流出捕集器，最终排入大气。在欧等汽车工业发展较快的区域，柴油机微粒捕集器已经得到了广泛的应用，经逐步实现量产化［４（）１。??排气气流??
和一氧化碳也可以在ＰＯＣ中被氧化。ＰＯＣ装置的载体是流通型结构的，由不锈??钢金属薄片和波纹片组成，在两种金属片的表面上都覆盖有催化剂，其结构示??意图如图１．４所示。ＰＯＣ是利用催化剂的催化作用促使微粒与二氧化氮发生氧化??反应而除去微粒的，其微粒转化效率在６０％左右。虽然ＰＯＣ降低微粒排放的效率??没有微粒捕集器的那么大，但是其具有流动阻力较小、制作成本较低、使用比较??便捷等优势，因此，ＰＯＣ作为一种相对经济实用的后处理技术仍得到了广泛的应??用。随着排放法规的进一步严格，依靠一种后处理技术很难满足排放需求，复合??后处理技术是未来的趋势，而ＰＯＣ和ＤＰＦ的组合能够实现优势互补，在保证使??用效率的同时有效控制成本。??图１．４柴油机微粒氧化催化转化器示意图??１．４微粒捕集器概述??微粒捕集器主要由壳体和过滤体两部分组成，如图１．３所示。壳体的结构形??状决定了排气气流在进入过滤休前的运动规律，特别是微粒捕集器过滤体与排气??管之间的扩张管结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的颗粒排放特性[J]. 侯献军,许京,刘近平,杜松泽,李孟孟. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(09)
[2]内燃机车用高强化柴油机现状分析及发展前景[J]. 田涛. 机电信息. 2016(06)
[3]Numerical simulation on trapping efficiency of steady filtration process in diesel particulate filter and its experimental verification[J]. 张桂菊,鄂加强,左青松,龚金科,左威,袁文华. Journal of Central South University. 2015(11)
[4]柴油机微粒捕集器的净化机理与材料技术[J]. 杨学易. 汽车与配件. 2015(25)
[5]柴油机尾气中微粒粒径分布特征的实验研究[J]. 杨双,刘乃瑞,杨小献. 环境工程学报. 2014(11)
[6]雾霾之PM2.5的来源、成分、形成及危害[J]. 程春英,尹学博. 大学化学. 2014(05)
[7]实施更加符合中国国情的机动车排放标准[J]. 曹晓昂. 汽车纵横. 2014(09)
[8]进气富氧对直喷柴油机微粒排放粒径分布的影响[J]. 舒歌群,徐彪,张韦,赵伟,董立辉,王月森,杨康. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2014(08)
[9]活塞结构对柴油机润滑油消耗的影响分析[J]. 雷基林,文均,宋国富,申立中,毕玉华. 内燃机工程. 2015(04)
[10]燃烧室形状对增压中冷柴油机燃烧和排放影响的数值模拟[J]. 赵昌普,朱云尧,杨俊伟,李小毡. 内燃机学报. 2013(04)
博士论文
[1]满足国Ⅳ排放法规的DMCC柴油机及其道路试验研究[D]. 刘军恒.天津大学 2014
[2]壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究[D]. 刘云卿.湖南大学 2009
硕士论文
[1]柴油机壁流式微粒捕集器灰烬沉积过程研究[D]. 黄迎.湖南大学 2011
本文编号：3588971
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２三大排放法规柴油机排放限定值的对比??大排放法规中柴油机主要排放污染物（微粒和氮氧化物）的排放限定值｜ｉ６１
柴油机微粒排放后处理净化技术是指在柴油机排气管道上安装净化装置，去缸内燃烧产生的微粒，达到降低微粒排放的技术。柴油机微粒排放后处技术控制的不是缸内的微粒生成量，而是通过排气管排入大气中的微粒排即“控量”。目前，应用最为广泛的柴油机微粒排放后处理装置有微粒捕集粒氧化催化转化器。??１．微粒捕集器??柴油机微粒捕集器（Ｄｉｅｓｅｌ?Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ?Ｆｉｌｔｅｒ，?ＤＰＦ）是一种物理过滤装置，构示意图如图１．３所示，微粒捕集器的微粒捕集效率高达９９％［３９］。壳体和微粒捕集器的主要组成部分，其中常用的过滤体材料主要有陶瓷基材料、材料和复合基材料，常用的过滤体结构主要有壁流式结构和通流式结构。气流流经微粒捕集器时，悬浮于排气中的微粒会被微粒捕集器捕集而与离，然后微粒积存在捕集器内，排气则流出捕集器，最终排入大气。在欧等汽车工业发展较快的区域，柴油机微粒捕集器已经得到了广泛的应用，经逐步实现量产化［４（）１。??排气气流??
和一氧化碳也可以在ＰＯＣ中被氧化。ＰＯＣ装置的载体是流通型结构的，由不锈??钢金属薄片和波纹片组成，在两种金属片的表面上都覆盖有催化剂，其结构示??意图如图１．４所示。ＰＯＣ是利用催化剂的催化作用促使微粒与二氧化氮发生氧化??反应而除去微粒的，其微粒转化效率在６０％左右。虽然ＰＯＣ降低微粒排放的效率??没有微粒捕集器的那么大，但是其具有流动阻力较小、制作成本较低、使用比较??便捷等优势，因此，ＰＯＣ作为一种相对经济实用的后处理技术仍得到了广泛的应??用。随着排放法规的进一步严格，依靠一种后处理技术很难满足排放需求，复合??后处理技术是未来的趋势，而ＰＯＣ和ＤＰＦ的组合能够实现优势互补，在保证使??用效率的同时有效控制成本。??图１．４柴油机微粒氧化催化转化器示意图??１．４微粒捕集器概述??微粒捕集器主要由壳体和过滤体两部分组成，如图１．３所示。壳体的结构形??状决定了排气气流在进入过滤休前的运动规律，特别是微粒捕集器过滤体与排气??管之间的扩张管结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的颗粒排放特性[J]. 侯献军,许京,刘近平,杜松泽,李孟孟. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(09)
[2]内燃机车用高强化柴油机现状分析及发展前景[J]. 田涛. 机电信息. 2016(06)
[3]Numerical simulation on trapping efficiency of steady filtration process in diesel particulate filter and its experimental verification[J]. 张桂菊,鄂加强,左青松,龚金科,左威,袁文华. Journal of Central South University. 2015(11)
[4]柴油机微粒捕集器的净化机理与材料技术[J]. 杨学易. 汽车与配件. 2015(25)
[5]柴油机尾气中微粒粒径分布特征的实验研究[J]. 杨双,刘乃瑞,杨小献. 环境工程学报. 2014(11)
[6]雾霾之PM2.5的来源、成分、形成及危害[J]. 程春英,尹学博. 大学化学. 2014(05)
[7]实施更加符合中国国情的机动车排放标准[J]. 曹晓昂. 汽车纵横. 2014(09)
[8]进气富氧对直喷柴油机微粒排放粒径分布的影响[J]. 舒歌群,徐彪,张韦,赵伟,董立辉,王月森,杨康. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2014(08)
[9]活塞结构对柴油机润滑油消耗的影响分析[J]. 雷基林,文均,宋国富,申立中,毕玉华. 内燃机工程. 2015(04)
[10]燃烧室形状对增压中冷柴油机燃烧和排放影响的数值模拟[J]. 赵昌普,朱云尧,杨俊伟,李小毡. 内燃机学报. 2013(04)
博士论文
[1]满足国Ⅳ排放法规的DMCC柴油机及其道路试验研究[D]. 刘军恒.天津大学 2014
[2]壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究[D]. 刘云卿.湖南大学 2009
硕士论文
[1]柴油机壁流式微粒捕集器灰烬沉积过程研究[D]. 黄迎.湖南大学 2011
本文编号：3588971
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