原文传递
船用柴油机颗粒物捕集器喷油再生数值模拟研究
| 论文题名： | 船用柴油机颗粒物捕集器喷油再生数值模拟研究 |
| 关键词： | 船舶柴油机;数值模拟;颗粒物捕集器;喷油再生 |
| 摘要： | 航运业快速发展的今天，船舶柴油机颗粒物排放造成的污染问题彻底暴露出来，颗粒物减排问题已经迫在眉睫。目前世界公认的最有效的颗粒物减排手段是安装颗粒物捕集器。为了解决船舶柴油机颗粒物捕集器的再生问题，本文将船舶柴油机壁流式颗粒物捕集器作为主要研究对象，利用数值模拟的方法，探索研究船舶柴油机颗粒物捕集器的捕集及喷油再生过程。 本文首先建立了船用柴油机颗粒物捕集器捕集及喷油再生过程数学模型，并进行了模型对比验证。在此基础上，开展了多孔介质渗透率、颗粒物粒径和进气速度的改变对内部流动特性影响的数值模拟研究。然后，编写UDF和UDS将颗粒物热氧化的反应动力学模型与求解器对接，建立喷油再生的瞬态数值模拟模型，从进气温度、进气速度、初始柴油蒸汽用量和喷油时间点四个方面对再生过程中温度峰值、颗粒物剩余量和柴油蒸汽剩余量的影响规律开展了数值模拟研究。 数值模拟结果表明：壁面捕集是从末端开始的，大粒径的颗粒物分布更加靠后；随着渗透率的减小捕集分布趋势更均匀；进气速度的增大使颗粒物分布更加不均匀。再生过程中进气温度过高，温度梯度过大，会烧毁过滤体，进气温度过低，温度峰值过低，无法满足再生温度条件；进气速度过大，温升会加快，但是温度峰值降低，柴油蒸汽流失量增大；增加初始柴油蒸汽用量会在预热阶段流失更多的柴油蒸汽，但可以增大过滤体温度峰值；延后开始喷油的时间点可以有效的降低预热段的柴油流出量，且对再生过程的温度场影响并不显著，对再生过程更有利。 本文进行的数值模拟分析研究得出的结论可以为船舶柴油机颗粒物捕集器喷油再生提供理论基础和应用参考，可以为之后的台架试验研究打下基础。 |
| 作者： | 李荣瑞 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 邓洋波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
