柴油機微粒捕集器內(nèi)氣粒兩相流動特性研究.pdf

1、車輛柴油化比例進(jìn)一步提高是目前汽車發(fā)展的趨勢，但較高的微粒排放水平是制約柴油機發(fā)展的關(guān)鍵問題之一，在目前所提出的各種微粒后處理方式中，微粒捕集器被認(rèn)為是一種很具發(fā)展前景的消減微粒的方式。
　　本文通過建立微粒捕集器的二維結(jié)構(gòu)模型，對微粒捕集器氣粒兩相流動數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，得出了微粒捕集器的壓力場、氣相的速度場以及微粒濃度場的分布規(guī)律，同時研究了不同進(jìn)氣速度、多孔介質(zhì)的面滲透率和進(jìn)氣濃度對氣相流速的影響，以及不同進(jìn)氣速度、多孔介質(zhì)的

2、面滲透率和顆粒直徑對顆粒相濃度均勻性的影響；通過建立微粒捕集器的三維結(jié)構(gòu)模型，對其氣粒兩相流動模型進(jìn)行求解，得到微粒捕集器的進(jìn)口和出口壓力差，氣相的速度場及顆粒的濃度場在過濾體前端面的分布規(guī)律，根據(jù)兩者的分布情況對該截面進(jìn)行區(qū)域劃分，并在這些區(qū)域內(nèi)取一些特殊點，再通過對模型的計算，分析整個過濾體的氣粒兩相流動的特性，并比較在不同顆粒直徑下微粒捕集器的捕集效率高低。
　　研究結(jié)果表明：進(jìn)氣速度越大，氣相的速度和顆粒相的濃度在擴口區(qū)域

3、和過濾體內(nèi)的變化越劇烈，二者在整個過濾體的軸向分布較為均勻，而在徑向分布不均勻，中心軸線和壁面附近較大，中間較小，當(dāng)進(jìn)口速度較小時，氣相流速和顆粒濃度基本沒有變化；多孔介質(zhì)的面滲透率越小，氣相的速度就越小，而過濾體進(jìn)口和出口的顆粒濃度的差值就越大，差值越大說明微粒捕集器對顆粒捕集效率越高；隨著進(jìn)氣濃度增大，氣相的流速變化越明顯，但在對應(yīng)位置速度變化的趨勢基本相同，微粒捕集器的中心軸線和壁面位置的速度值較大，在二者之間的區(qū)域速度值相對較小

4、；微粒直徑越小，微粒的擴散運動就越明顯，因而微粒濃度分布的均勻性就越好，直徑越大，過濾體進(jìn)氣孔道和出氣孔道的微粒濃度差值就越大，微粒的沉積量就越大，即微粒捕集器的捕集效率越高。
　　在過濾體的中心軸線和捕集器壁面的附近區(qū)域，顆粒相沉積量較大，隨著捕集時間的推移，過濾體內(nèi)沉積的微粒會越來越多，使得發(fā)動機排氣阻力逐漸增加，從而會降低發(fā)動機的輸出功率、增加燃油消耗量。因此，建議在對微粒捕集器再生時，重點提高這些區(qū)域的再生效率。