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壁流式陶瓷颗粒过滤器结构特性分析
| 论文题名： | 壁流式陶瓷颗粒过滤器结构特性分析 |
| 关键词： | 陶瓷颗粒过滤器;微观结构;数值模拟;流动特性;FLUENT软件;k-ε湍流模型 |
| 摘要： | 壁流式陶瓷颗粒过滤器是柴油车上有效净化碳颗粒的装置。随着汽车排放标准要求的日益严格，在过滤器工艺的微观结构上、性能上提出了更高的要求，力求更高的过滤效率、尽量低的排气阻力。 壁流式陶瓷颗粒过滤器内部由许多狭长的微通道组成。常规的流场模拟是将过滤器整体看作多孔介质，得不到狭长微通道上的气流分布及粒子沉积浓度等特性参数。本文的工作集中在狭长的微通道内部的流动特性分析，选取四个1/4气道及四个多孔壁作为计算区域，分析微通道壁面两侧的流动参数，寻求微通道结构尺寸的的最优值。主要考虑了半边长分别为1.2mm、1.0mm、0.8mm的三种模型，应用FLUENT软件，建立了三维六面体网格结构，用k-ε湍流模型进行了模拟，对其静压力场、速度场、碳颗粒浓度场进行了分析。 不同边长微通道的计算结果表明，半边长为1.2mm的模型具有较低的排气阻力、较好的碳颗粒沉积特性。针对半边长1.2mm的模型，选取入口速度分别为20m/s、30m/s、40m/s进行模拟，结果显示20m/s的模型具有较好的流动特性。据此得出，结构尺寸一定的过滤器只能在一定的流动特性下得到理想的结果。 增加微通道边长和增加目数都有利于过滤效率的提高、排气阻力的降低。在过滤器横截面积一定的情况下，过滤器的目数与孔道边长和壁厚的和的平方成反比。因此，为提高过滤器性能而增加目数或增加边长是矛盾的。在两者不能兼得的情况下，增加目数成为通常的选择，带来的问题是对工艺要求的提高。 现行的数值模拟方法对分析问题提供了便利，但对于多参数优化还有许多不足。 |
| 作者： | 姬宝强 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘卫国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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