柴油車WF-DPF和Urea-SCR工作性能的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國區(qū)域性空氣污染加劇，機(jī)動車排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，在降低機(jī)動車污染物排放方面需要機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)與機(jī)外凈化技術(shù)的共同作用。與汽油車相比，柴油車的PM和NOX排放更為突出，通常柴油車PM排放約為汽油車的30~80倍，尤其是在用柴油車，其尾氣污染物排放更多，更加需要進(jìn)行治理。本文利用GT-Power對壁流式顆粒過濾器（WF-DPF）和尿素選擇性催化還原器（Urea-SCR）的性能進(jìn)行了模擬研究，分析得到各結(jié)構(gòu)參數(shù)或影響因素對WF-DPF過濾和

2、再生性能以及對Urea-SCR性能的影響趨勢；并應(yīng)用正交試驗法分析得到影響其性能的主要條件。本論文的結(jié)論，可對已有的WF-DPF或Urea-SCR進(jìn)行性能優(yōu)化，對在用柴油車的改造具有指導(dǎo)意義。論文主要結(jié)論如下：
　?。?）評價壁流式顆粒過濾器（WF-DPF）過濾性能的指標(biāo)為初始過濾效率和需要再生時的壓降。在一定參數(shù)范圍內(nèi)，優(yōu)化WF-DPF的初始過濾效率時，主要考慮增大過濾器直徑、壁厚和孔隙率，同時降低微孔直徑；優(yōu)化壓降時，主要考慮

3、降低通道密度、壁厚和孔隙率，同時增大過濾器直徑。本次模擬試驗中得到的WF-DPF過濾性能較優(yōu)的方案為：過濾器長度300mm，過濾器直徑350mm，通道密度150CPSI，壁厚0.3mm，微孔直徑0.015mm，孔隙率0.6，滲透率6.7×10-5mm2，此時WF-DPF的初始過濾效率為99.7％，壓降為1.452kPa。
　?。?）評價WF-DPF再生性能的指標(biāo)為最大壁面峰值溫度和再生效率達(dá)到90%所需的時間。在一定參數(shù)范圍內(nèi)，優(yōu)

4、化WF-DPF的最大壁面峰值溫度時，主要考慮降低初始沉積的顆粒物密度和排氣溫度；優(yōu)化再生所需時間時，主要考慮提高排氣溫度和排氣體積流量。本次模擬試驗中得到的WF-DPF再生性能較優(yōu)的方案為：初始沉積的顆粒物密度1g/L，排氣體積流量210L/s，排氣中的氧氣濃度16%，排氣溫度450℃，此時WF-DPF的最大壁面峰值溫度為454.6℃，再生效率達(dá)到90%所需的時間為175s。
　?。?）評價尿素選擇性催化還原器（Urea-SCR）