活性氣體氣氛下DPF再生的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著高標(biāo)準(zhǔn)排放法規(guī)的頒布實(shí)施，柴油機(jī)加裝柴油機(jī)微粒捕集器(DieselParticulate Filter, DPF)勢(shì)在必行。目前DPF最大的技術(shù)難題是它的再生，傳統(tǒng)的再生方法均有一定局限性。近年來(lái)，低溫等離子體(Non-Thermal Plasma，NTP)再生DPF技術(shù)成為了眾多研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。本文采用數(shù)值模擬結(jié)合試驗(yàn)驗(yàn)證的方法，首先對(duì)DPF捕集微粒時(shí)其內(nèi)部流場(chǎng)及微粒分布規(guī)律進(jìn)行了探究;然后對(duì)比分析了幾種NTP活性氣體對(duì)DPF離

2、線(xiàn)再生的作用效果;最后對(duì)O3/N2氣氛下DPF離線(xiàn)再生展開(kāi)了詳細(xì)研究，考察了多種因素對(duì)再生的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:
　　(1) DPF進(jìn)氣孔道內(nèi)氣流速度沿軸向遞減分布，平均流速呈增大趨勢(shì);出氣孔道內(nèi)情況相反;過(guò)濾壁內(nèi)氣流速度沿軸向逐漸由“凹形”分布向遞減分布過(guò)渡。DPF入口端面氣流速度沿徑向隨r/R增大先保持穩(wěn)定，后迅速下降，至靠近邊緣處又突然升高，其均勻性隨擴(kuò)張管錐角、直徑比和排氣質(zhì)量流量增大而變差，隨微粒沉積量增加而改善。<

3、br>　　(2)微粒層厚度沿軸向呈“凹形”分布，而沿徑向隨r/R增大先略微增大，后逐漸減小，至靠近邊緣處又突然增大。隨著擴(kuò)張角的增大，微粒層厚度沿徑向分布的均勻性變差，而沿軸向分布變化極小;隨著捕集時(shí)間的增加，微粒層厚度沿徑向及軸向分布的均勻性均有所改善。
　　(3) NO2/N2氣氛下微粒的起燃溫度約為250℃;NO2/O2/N2氣氛下微粒的起燃溫度可降至200℃左右;O3/N2氣氛下微粒的起燃溫度約為100℃甚至更低。NO2/

4、N2、NO2/O2/N2氣氛下DPF再生速率隨溫度升高而升高;而O3/N2氣氛下DPF再生速率先隨溫度升高而升高，當(dāng)溫度超過(guò)300℃后，再生速率反而降低;
　　(4) O3/N2氣氛下DPF離線(xiàn)再生時(shí)，壁面溫度峰值和最大溫度梯度遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)再生。微粒層均勻分布，增大微粒層最小厚度，減小活性氣源距DPF前端的流通距離，適當(dāng)增大再生氣流流量、初始微粒量和O3濃度均利于提高再生速率，但再生氣流流量、初始微粒量和O3濃度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致再生過(guò)程中