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时间:2020-03-26
《DPF热再生技术辅助加热的优化研究.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、InternalCombustionEngine&Parts·13·DPF热再生技术辅助加热的优化研究ResearchonAuxiliaryHeatingOptimizationofDPFThermalRegenerationTechnology袁新建;张旭东;罗鹰(南通理工学院)摘要:通过FIRE软件建立DPF热再生模型,研究了辅助加热对热再生的影响,研究结果表明:适当减缓加热速率能改善微粒的氧化燃烧,提高再生效率和经济性;加热速率变快,最大温度峰值减小,最大温度梯度增大,最大温度梯度出现位置向入口端移动,过滤
2、体尾端出现越来越大的反向温度梯度;加热温度TH上升,再生时间和再生能耗减少,但TH超过900K再生效果和再生经济性变差,最大温度峰值和最大温度梯度均增大,最大温度梯度出现位置向入口端靠近,且径向上分布均匀性变差;TH控制在850K左右最有利于热再生。Abstract:Athermalregenerationmodelofdieselparticulatefilter(DPF)wasestablishedtostudytheinfluenceofauxiliaryheatingconditionsonthermal
3、regeneration.Theresultsshowthatanappropriatedecreaseofheatingratecanimprovetheparticlecombustion,regenerationefficiencyandeconomy.Withtheincreasingheatingrate,thetopvalueofthemaximumtemperaturedecreasesandthemaximumtemperaturegradientincreases,thelocationwher
4、ethemaximumtemperaturegradientappearsmovestotheentrypoint,andthereversetemperaturegradientattheendofthefilterbecomeslarger.RisingheatingtemperatureTHcanreducetheregenerationtimeandenergyconsumption.RegenerationperformanceandeconomygetworsewhenTHisover900K.Wit
5、htherisingTH,thetopvalueofthemaximumtemperatureandthemaximumtemperaturegradientbothincrease,thelocationwherethemaximumtemperaturegradientappearsmovestotheentrypointandtheuniformityoftheradialtemperaturegradientdistributiongetsworse.Theoptimalthermalregenerati
6、onperformanceoccursatabout850KofTH.关键词:微粒捕集器;热再生;再生能耗;温度梯度Keywords:dieselparticulatefilter;thermalregeneration;regenerationenergyconsumption;temperaturegradient0引言柴油机凭借其燃油经济性好等特点,广泛应用在重型[1]汽车和农业机械等领域。然而,柴油机高微粒排放严重影响环境和人类健康,通过改进传统的机内净化技术等途径来控[2-3]制柴油机微粒排放已无法满足
7、日益严格的排放法规。目前,柴油机微粒捕集器(DPF,dieselparticulatefilter)被认[4]为是最有效的柴油机微粒净化后处理装置。DPF的过滤压降会随着捕集的微粒量增多而大幅上升,造成发动机背压过大,因此需要对DPF进行再生。我国柴油含硫量高,[5]催化再生和连续再生方式均不适用。可控性好,高再生效[6]率的热再生将成为主要的再生技术。图1DPF网格模型近年来,热再生技术已成为国内外学者的研究热点。美[7]3国学者K.Chen等研究了再生过程中微粒层的温度梯度;C+O2→CO+CO2(1)[8]
8、2李小华等人研究了热再生过程的影响因素;孟忠伟等人[11]研究了热再生过程DPF传热特性[9]。上述研究分析了热再根据阿累尼乌斯方程,再生反应速率可以表示为:-(E/RT)生技术高温高能耗的缺点,且传热研究仅在温度梯度数值k(T)=K0exp(2)变化方面进行了分析,存在局限性。因此,本研究通过已建式中,k(T)为微粒温度为T时的反应速率;K0为反应前8立的三维热再生模型
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