基于GT-Power的柴油机微粒捕集器的性能模拟研究.pdf

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1、第52卷第6期V01．52No．6农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2014年6月June2014doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2014．06．009基于GT-Power的柴油机微粒捕集器的性能模拟研究满长忠，辛志鹏，王冲，唐运榜，姚金钰(116023辽宁省大连市大连理工大学内燃机研究所)[摘要]使用GT-Power软件，对柴油机微粒捕集器(DPF)的捕集性能进行了模拟仿真。建立了柴油机微粒捕集器的仿真模型，研究了DPF不同的结构参数对其捕集性能

2、的影响。结果表明．体积、通道密度、过滤体的孔隙率、过滤体的微孔直径以及过滤体壁厚主要影响DPF的捕集效率；影响微粒捕集器压降的主要参数有．通道密度、过滤,fgJ激-tL直径、体积以及过滤壁厚度。这为DPF设计提供了理论依据。[关键词]柴油机；微粒捕集器；GT—Power；捕集效率；压降[中图分类号]TK423[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2014)06-0032—05SimulationofPerformanceofDieselParticulateFiltersUsingGT-PowerManChangzhong，X

3、inZhipeng，WangChong，TangYunbang，YaoJinyu(InstituteofInternalCombustionEngine，DalianUniversityofTechnology，DalianCity，Liaoning116023，China)[Abstract]Theperformanceofdieselparticulatefilters(DPF)issimulatedbyusingGT—Powersoftwareinthispaper．AsimulationmodelofDPFisbuiltbyus

4、ingGT-PowertostudytheeffectofthestructuralparametersofDPFonitsperformance．Theresultsshowthatthefollowingstructuralparametershaveeffectsonthefiltrationefficiency：volume，CPSI，porosity，porediameterandwallthickness．AndthepressuredropisaffectedbytheCPSI，porediameter，volumeand

5、wallthickness．ThisprovidestheoreticalbasisfortheDPFdesign．[Keywords]diesel；DPF；GT—Power；filtrationefficiency；pressuredrop0引言由于柴油机相对于汽油机有更高的压缩比．更高的动力性、经济性【11．因此在世界范围内的保有量日趋增多[21。但是．柴油机尾气排放，特别是微粒(PM)排放对环境的污染和对人体健康的危害，是制约其发展的主要因素。柴油机微粒捕集器(DPF)能大幅度降低微粒物排放，越来越引起人们的注意。目前，欧洲在引入

6、柴油机微粒捕集器方面已经取得了一定的成果。在我国，排放要达到国五标准，DPF的应用将是一个必然的选择M。因此．研制一种高效的微粒捕集器．将对柴油机的发展产生巨大的影响。本文应用GT—Power软件．建立了柴油机壁流式微粒捕集器的仿真模型。通过模拟仿真计算，得到了微粒捕集器过滤体微孔直径、孔隙率、壁面厚度等结构参数对捕集性能的影响阁．为DPF的设计提供了理论依据。1DPF仿真模型的建立微粒捕集器的关键技术是过滤体的选择和捕收稿日期：2014—03—11修回日期：2014—03—26集器的再生．以此研究过滤体的结构对于微粒捕集器性能影响至关

7、重要。在过滤过程中，微粒的特性、排气相关参数和过滤材料性能要素(如过滤体几何尺寸、过滤体各结构的尺寸和分布排列、过滤体的孔隙率等)分,另aJx,-t微粒捕集器性能产生影响[61。考虑到现实实验中费时费力，故采用仿真的方式，对其进行模拟仿真，为优化设计微粒捕集器提供了可靠的基础。运用GT—Power软件建立壁流式柴油机颗粒捕集器仿真模型如图1所示。该模型主要包括：柴油机颗粒捕集器、DPF温度输出、DPF后废气排出、压力损失输出和沉积颗粒物质量输出。图1DPF仿真模型Fig．1ModelofDPF出嚣第52卷第6期满长忠等：基于GT-Pow

8、er的柴油机微粒捕集器的性能模拟研究33模拟实验中微粒捕集器的参数设置主要包括：过滤体的直径150mm，通道长度150mm，通道宽度1．5mm，通道密度100孔／inch2,过滤壁厚度0．3mm，微孔直径0