柴油机的广泛应用是当今的主要趋势,但其微粒排放量非常大,可达汽油机的60倍之多,微小的颗粒物不仅污染着我们的生活环境,而且对我们的健康也构成了极大的威胁,为解决这一弊端,柴油机微粒捕集器这种高效的去除微粒的后处理设备已经广泛地安装在柴油机上,对柴油机尾气中的颗粒净化率可达90%以上。微粒捕集器的工作重点主要是前期的碳烟加载工作和后期的再生工作,微粒捕集器不断地从发动机尾气中捕集碳烟颗粒,一旦满足再生条件便启动再生,若载体内碳烟捕集分布不均匀,再生时就会有不同区域的温度差异,产生热应力,损坏催化载体,所以在碳烟加载时保证一个均匀分布的流场,使碳烟在载体内加载均匀,便会减少再生时产生的温度梯度,延长微粒捕集器的使用寿命。保证载体内碳烟加载均匀的前提是微粒捕集器入口处有一个均匀分布的气流流场,微粒捕集器封装壳体结构的差异会引起不同的流场分布,目前可在微粒捕集器的封装壳体内加入起导流作用的弥散器,改变气流的原始流动状态,使其流动分布更加均匀。另外,载体内催化涂覆也是影响流动均匀性的一个因素,在加工微粒捕集器载体时催化涂覆的涂抹均匀性程度会直接影响气流的流动分布。本文研究微粒捕集器流场均匀性主要分为两方面内容,第一,通过冷流台架试验研究微粒捕集器内催化涂覆对流场均匀性的影响,由于入口处封装壳体的影响,无法方便地测量入口流速,本文通过测量微粒捕集器载体出口的流速来反映载体入口端的流场分布情况。试验采用三种不同含量催化涂覆的试验样品,试验结果表明,随着载体内催化涂覆含量的增加,带来的背压增加明显,与无涂覆载体相比较,两个带有催化涂覆的载体带来的阻力分别为2.6倍和3.1倍,涂覆影响了载体内气体的流动,两个带有催化涂覆的载体带来的均匀性改善效果分别是1.016倍和1.057倍,改善了均匀性,从两方面影响综合考虑,确定无任何催化涂覆的白载体为最佳试验样品。以白载体为模型基础,利用AVL FIRE软件建立微粒捕集器网格模型并在CAE前处理软件ANSA中定义边界条件,在FLUENT中模拟计算,只模拟纯空气流动用于分析气流的流场分布,从仿真结果看出,气流在微粒捕集器模型中的流动分布符合理论分析,呈抛物线流场分布,数据与试验结果良好吻合。第二,利用Pro/e建立弥散器模型,主要思想是减小中心区域的高速气流区,增大边缘处的气流流速,使流动趋于均匀性。本文分别建立了孔板式,导流管式和螺旋式三种弥散器,每种弥散器采用了几种不同结构尺寸以便于分析比较。从加入了弥散器后的仿真结果分析,孔板式弥散器对流动均匀性改善效果不好,既增加了系统背压,还没有起到很好的导流效果;导流管式弥散器改善效果最佳,有效地改善了气流的流场分布,均匀性达到最好,随着导流管扩张角度的增大均匀性效果改善变好,而且对系统背压的影响几乎为零;螺旋式弥散器将气流向周边甩开,减小中心高流速区,设计的四种螺旋式弥散器均改善了流动均匀性,但叶片的螺旋角度对系统背压的影响很大,角度过大的螺旋叶片虽然改善均匀性效果很好,负面影响是带来的额外系统背压很大,不适合作为弥散器,设计合适的螺旋叶片角度对流动均匀性的改善非常重要。从本文中的弥散器仿真结果来看,设计的导流管弥散器II作为最佳模型。