论文部分内容阅读
随着环境问题频发,人们的环保意识逐步提高,近两年国内多个城市频繁出现雾霾天气,更加重了人们对于PM2.5的关注,作为PM2.5的重要贡献源之一,柴油车的尾气排放问题越发受到重视。面对日益严格的柴油车排放标准,柴油车微粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)得到了较为广泛的研究和应用。本文对一种新型DPF滤芯材料——炭化微米木纤维(Carbonized Micron Wood Fiber, CMWF)进行研究。与目前常用的DPF材料相比,炭化微米木纤维具有过滤效率高、进气阻力低的优点,更为重要的是,其原材料(木材加工剩余物)本身就是一种绿色可再生资源,因此该材料具有良好的发展前景。本文在全面了解柴油机颗粒物(particulate material,PM)物理特性的基础上,结合CMWF材料特点,借助经典纤维理论,分别计算独立单根纤维对柴油机PM基于拦截效应、惯性效应、扩散效应的捕集效率,再应用对数穿透理论建立CMWF滤芯净化柴油机PM过滤效率的理论模型；借助“量纲分析法”,参考其他研究者给出的纤维材料过滤阻力的经验公式和半经验公式,综合多组试验数据得到CMWF滤芯净化柴油机PM进气阻力的理论模型。结合理论模型对CMWF滤芯过滤性能的影响因素进行分析,应用Matlab软件对理论模型仿真计算,得到CMWF滤芯过滤性能随纤维等效半径、滤芯填充率、滤芯长度变化的关系曲线,为滤芯制备提供理论指导。按照选材、微米加工、揉丝、胶合、模压、干燥、炭化和后期处理等工序制备结构参数不同的CMWF滤芯。设计并搭建CMWF DPF滤芯性能检测试验台,应用多种传感器和Kingview6.5软件构建滤芯性能检测系统,依照在用标准GB3847-2005相关规定对特定结构参数的滤芯进行过滤效率、进气阻力的检测试验,验证理论分析的可靠性。