柴油車pm2.5過濾器的設(shè)計理論與試驗研究

1、學(xué)校代碼：1 0 2 2 5學(xué) 號：S 1 4 2 0 6學(xué)位論文柴油車P M 2 ．5 過濾器的設(shè)計理論與試驗研究指導(dǎo)教師姓名：申請學(xué)位級別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：馬菇楊春梅副教授東北林業(yè)大學(xué)碩士 學(xué)科專業(yè)： 車輛工程2 0 1 4 年4 月 論文答辯日期： 2 0 1 4 年6 月東北林業(yè)大學(xué) 授予學(xué)位日期： 2 0 1 4 年6 月答辯委員會主席：李瑰賢教授論文評閱人：東必杯素大擎摘要近年來，隨著霧霾、沙塵天氣的增多，細(xì)顆粒

2、物污染逐漸受到重視，人們也越來越多的聽到P M 2 ．5 這一新名詞。大量研究表明，細(xì)微顆粒對人體健康的危害極大，可導(dǎo)致慢性鼻咽炎、慢性支氣管炎等系列病變，對細(xì)微顆粒的控制與治理是我國治污的當(dāng)務(wù)之急，而P M 2 ．5 主要來自汽車尾氣，所以應(yīng)重點關(guān)注如何治理汽車細(xì)微顆粒物的排放。本文總結(jié)了現(xiàn)有P M 2 ．5 的過濾技術(shù)和柴油車微粒捕集器的過濾材料，提出采用微米木纖維填充活性微納米木粉作為過濾芯材料的環(huán)保型木基生態(tài)P M 2 ．5 過

3、濾器。本文在市場調(diào)研與理論分析基礎(chǔ)上，將木纖維選定為最優(yōu)的過濾材料之一，主要原因為：材料普遍、且價格低廉，加工簡單、過濾效率可達到最優(yōu)值，過濾器濾芯使用后可回收再利用、避免二次污染和浪費?？芍?，選擇木纖維作為過濾器濾芯材料不僅從成本上優(yōu)于其他材料，更因木材為可再生資源，在環(huán)保層面上基本杜絕了污染。從細(xì)微顆粒兩相流體力學(xué)入手，分析柴油車尾氣排放過程中氣流及細(xì)微顆粒的受力和運動特點，建立顆粒軌跡模型，計算細(xì)微顆粒兩相流體速度，為研究過濾器的

4、過濾機理及過濾效率作理論基礎(chǔ)。建立木材的微觀結(jié)構(gòu)模型，研究木纖維的結(jié)構(gòu)特性，并通過對木基生態(tài)P M 2 ．5 過濾器性能參數(shù)以及木纖維過濾理論的分析，推導(dǎo)出簡化情況下單根木纖維在流場中的攔截效應(yīng)、慣性碰撞效應(yīng)和擴散效應(yīng)的過濾機制，對這幾種過濾機理進行合并，通過合理修正，得出過濾器濾芯的總過濾效率及過濾阻力數(shù)學(xué)公式。通過對過濾器外形參數(shù)的合理選擇，設(shè)計滿足整體性能的過濾器：利用理論方法的計算，得出過濾器濾芯木纖維直徑、濾芯的厚度和濾芯的填