柴油機(jī)排氣煙羽顆粒物二次生長過程研究.pdf

1、柴油機(jī)由于其良好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和可靠性，一直以來都是社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)，然而，柴油機(jī)排氣的污染，尤其是顆粒物(particulate matter，PM)的高排放是影響柴油機(jī)今后發(fā)展的決定性因素之一。然而，以往多數(shù)研究側(cè)重于燃燒室中顆粒物的生成，而對(duì)排放到大氣中的廢氣關(guān)注較少。國外相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，排氣煙羽在大氣中的形態(tài)還會(huì)發(fā)生較大的變化，其初始?xì)庀辔锬馨l(fā)生二次成核現(xiàn)象，對(duì)顆粒物的最終形態(tài)產(chǎn)生很大的影響。研究排氣煙羽在大氣中的后續(xù)過程，有助于

2、整體上認(rèn)識(shí)顆粒物的危害并加以控制。基于這一背景，本文對(duì)排氣煙羽的二次成核做了嘗試性的探討。 排放煙羽在大氣環(huán)境作用下，組份之間會(huì)發(fā)生一系列的物理冷凝現(xiàn)象導(dǎo)致成核。 論文結(jié)合成核及增長的特點(diǎn)，綜述了國內(nèi)外對(duì)于成核及凝結(jié)、沉積的研究，指出排氣煙羽的成核及生長過程是氣相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和顆粒動(dòng)力學(xué)共同作用的結(jié)果。 對(duì)柴油機(jī)排氣煙羽中最有可能成核的水和硫酸系統(tǒng)進(jìn)行了研究。成核基于兩元均相成核理論，而凝結(jié)和沉積過程則通過經(jīng)典分子

3、動(dòng)力論控制方程來得到。對(duì)于隱式的控制方程，采取有限離散半隱式的方法來求解。 對(duì)水和硫酸成核進(jìn)行了計(jì)算，獲得了燃料含硫量、環(huán)境溫度和相對(duì)濕度等因素對(duì)于成核速率和臨界成核直徑的影響。另外，對(duì)成核、碰撞凝結(jié)和冷凝沉積作用進(jìn)行了模擬，研究了相對(duì)濕度和燃料含硫量在粒子生長中的作用，獲得了這些因素對(duì)粒子數(shù)密度與尺寸分布的影響。 研究也顯示成核、碰撞凝結(jié)和冷凝沉積在粒子生長過程各個(gè)不同階段的影響。 成核主要影響初始成核粒子的數(shù)