柴油机颗粒捕集器流场的数值模拟及电加热再生试验研究

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1、柴油机颗粒捕集器流场的数值模拟及电加热再生试验研究全№嘶calStudyonFlowFieldCharacteristicandExperimentalResearchonElectricalHeatingRegeneratingforDieselPaniculateFilter姓2014年4月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过

2、的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：n带加l叶年6月fo日∥‘I。V“’”学位论文版权使用授权书舢舢圳舢圳㈣圳圳I

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5、删Y2537661江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库

6、》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密／。学位论文作者签名：彳，I，木王训l叶年6月Io日指导教师签伽f毕年‘江苏大学硕士学位论文摘要随着我国机动车保有量的持续增长，机动车污染物排放总量持续攀升，其中柴油机颗粒物的排放问题正日益突出。柴油机颗粒捕集器(Dieselpa而culate丘lter，DPF)被公认为是降低柴油机颗粒物排放的最有效的排气后处理装置。本文研究对象是基于壁流

7、式蜂窝陶瓷过滤体的DPF装置。首先建立二维数学模型，运用FL切三NT软件对模型进行求解计算，研究其内部压力场和速度场的分布规律，以及颗粒物在其内部的流动轨迹。结果表明：壁流式过滤体的长度和多孔陶瓷壁面对其内部气流的压力和速度的变化有很大的影响，颗粒粒径的大小对颗粒物在过滤单元内的流动轨迹也有较大的影响。其次，利用MOUDI(Micro．OrificeUnifomD印ositionInlpactor)颗粒分级采样系统分别对柴油机原排状态下和加装DPF状态下进行排气颗粒采集，分析柴油机工况对排气颗粒物粒径分布的影响和DPF对排气颗

8、粒质量浓度的影响。研究得出：加装DPF后，颗粒的质量峰值向积聚模态迁移，粗粒子模态所占比例减小；柴油机的颗粒质量浓度大幅降低，单峰对数正态分布已不太明显；O．18～O．32岬范围的颗粒物由于粒径较小不易被捕集，占总的被过滤颗粒的比例很小。最后，在颗粒捕集器上应用加热圈形式的电加热器，通过台架试验，分别对过滤体的过滤特性、再生特性、再生后对柴油机排气背压和气体排放的影响进行了试验研究。结果表明：DPF在颗粒捕集过程中前后端压差上升比较平缓，过滤层经过了深床过滤和滤饼层形成这两个阶段。电加热过程不会对蜂窝陶瓷过滤柴油机颗粒捕集器流

9、场的数值模拟及电加热再生试验研究体产生负面影响，再生效率可以达到87％以上。再生后DPF的过滤效率与洁净的过滤体相差不大，在各个工况下能够保持在88％以上；再生后排气背压变化不明显，DPF对柴油机气体排放影响不大；DPF配合电加热再生技术性能可靠稳定工作，具有应用前景。关键词：柴油机；DPF；模拟仿真；粒径分布特性；电加热再生江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWithther印iddeVelopmentofdomesticmotorVellicles，t11etotalemissionsofmeVehiclescontirl

10、uerisinganddieselengineparticulateemissionsarebecomingincreasinglyserious．Dieselparticulatefilter(DPF)isregardedasoneoft11emoste恐ctiVeexllausta舭rtreatmentsystemtoreducedieselparticulateemissions．Thisp印erstudyDPFbasedonhoneycombcer锄icfilter．Firstly，俩odimensionalnumer

11、icalmodelsofDPFwasestablished，a11dbyusingFLI皿、jTsof呐are，itsinnerpressure，Velocitydistributionlaw，andparticulateflowtrackwerestlldied．There