陳貴升,賀 如,李 青,彭益源,張思澤,李耀平
(1. 昆明理工大學(xué) 云南省內(nèi)燃機(jī)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650500;2. 昆明云內(nèi)動(dòng)力股份有限公司, 云南 昆明 650501;3. 云南云內(nèi)動(dòng)力機(jī)械制造有限公司,云南 昆明 651700)
柴油機(jī)因其熱效率高、經(jīng)濟(jì)性好和功率輸出范圍大等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,但也帶來(lái)了較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題[1].其尾氣中的NOx和顆粒物(PM)嚴(yán)重危害人類(lèi)生存環(huán)境和健康,國(guó)Ⅵ階段排放法規(guī)的頒布對(duì)柴油機(jī)排放提出了更高的要求,降低柴油機(jī)的顆粒排放是柴油機(jī)研究的重要課題之一[2].柴油機(jī)顆粒捕集器(DPF)被公認(rèn)是目前最有效的顆粒凈化后處理技術(shù)[3],捕集效率可達(dá)90%以上[4].隨著DPF工作過(guò)程中捕集的碳煙不斷積累,會(huì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓,影響發(fā)動(dòng)機(jī)及DPF性能,需要通過(guò)連續(xù)性被動(dòng)或主動(dòng)再生方式清除碳煙,以保證發(fā)動(dòng)機(jī)及DPF正常工作.目前催化型顆粒捕集器(CDPF)能降低碳煙反應(yīng)活化能,在工程應(yīng)用中最為普遍.但碳煙在DPF內(nèi)部沉積具有不均勻性,探究DPF內(nèi)部流場(chǎng)及碳煙沉積遷移規(guī)律,針對(duì)其規(guī)律以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)催化劑涂覆方案,以期提高其被動(dòng)再生效率是當(dāng)下的研究熱點(diǎn).DPF壓降特性實(shí)質(zhì)為顆粒沉積過(guò)程,而DPF流場(chǎng)壓降及顆粒沉積特性則直接決定了DPF的捕集效率[5].定義載體配比為DPF體積與發(fā)動(dòng)機(jī)排量之比,增加載體配比是提高捕集效率的途徑之一,綜合考慮載體性能與制造成本,優(yōu)化載體配比具有研究的必要性.
目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于DPF的研究大多集中在載體材料、孔密度、壁面孔隙率及孔道形狀等對(duì)DPF壓降和捕集效率的影響[6-8].Wang等[9]研究了灰分分布對(duì)DPF碳煙捕集過(guò)程壓降特性、捕集效率和再生頻率的影響.孟忠偉等[10]分析了載體材料對(duì)DPF壓降的影響,表明壓降大小與載體材料、孔隙率和中值孔徑有關(guān).朱亞永等[11]研究了排氣流量、進(jìn)口溫度等對(duì)顆粒沉積特性的影響,結(jié)果表明沿軸向方向顆粒沉積量呈先減小后增大的趨勢(shì).李志軍等[12]研究結(jié)果表明,沿DPF軸向進(jìn)氣孔道內(nèi)氣流速度逐漸降低,排氣孔道內(nèi)速度逐漸增大.
綜合國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn),針對(duì)DPF配比及灰分分布特性對(duì)DPF內(nèi)部流場(chǎng)及顆粒遷移特性影響的研究較少.筆者通過(guò)數(shù)值模擬的方法研究了載體配比及灰分分布系數(shù)對(duì)DPF壓降特性的影響,并對(duì)該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證;此外,對(duì)載體配比也進(jìn)行了優(yōu)化,研究了載體配比及灰分分布系數(shù)對(duì)DPF孔道內(nèi)部流動(dòng)及顆粒沉積遷移的影響規(guī)律.為DPF的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及載體催化劑分區(qū)優(yōu)化涂覆提供了科學(xué)理論依據(jù),以期提高DPF開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)效率.
通過(guò)搭建D30 TCI柴油機(jī)加裝氧化催化器(DOC)和DPF的試驗(yàn)臺(tái)架見(jiàn)圖1,進(jìn)行了3種不同DPF的壓降特性試驗(yàn),表1為柴油機(jī)相關(guān)技術(shù)參數(shù).
表1 柴油機(jī)主要參數(shù) Tab.1 Main parameters of diesel engine
圖1 柴油機(jī)加裝DOC和DPF試驗(yàn)臺(tái)架 Fig.1 Diesel engine with DOC+DPF test bench
試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備主要包括水渦測(cè)功機(jī)、流量計(jì)、煙度計(jì)、溫度及壓力傳感和高精度電子稱(chēng)重儀等相關(guān)設(shè)備,具體規(guī)格如表2所示,溫度傳感器分別分布在DOC前、DPF前以及DPF后端,壓力傳感器分別測(cè)試DPF的兩端壓力,溫度壓力數(shù)據(jù)的采集通過(guò)GPS實(shí)現(xiàn)同步記錄.
表2 試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備 Tab.2 Test equipment
為研究碳載量對(duì)DPF壓降的影響.首先在精密電子秤上稱(chēng)量載體的初始重量,為防止載體吸收水蒸汽引起誤差,將DPF在熱態(tài)條件下稱(chēng)重(熱重),碳煙加載試驗(yàn)在轉(zhuǎn)速為1400r/min、轉(zhuǎn)矩為105N·m工況下進(jìn)行,將DPF入口溫度控制在250℃以下,以防止碳煙進(jìn)行被動(dòng)再生,影響積碳效率.積碳試驗(yàn)結(jié)束后,將載體質(zhì)量與初始載體質(zhì)量作差得到碳煙質(zhì)量,碳煙質(zhì)量與載體體積之比為碳載量,分別將各載體碳煙累積到2、4和6g/L后,進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn).
研究所用DPF均采用壁流式碳化硅載體,該材料具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小及抗疲勞等優(yōu)點(diǎn),其相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表3所示.為方便模型計(jì)算與收斂,對(duì)數(shù)值模型中載體的相關(guān)參數(shù)做理論假設(shè)為:忽略膠黏區(qū)域,載體視為絕熱材料[13];將排氣視為理想氣 體[14],所有排氣顆粒物粒徑相同且分布均勻[15].
表3 各方案載體技術(shù)參數(shù) Tab.3 Technical parameters of each scheme
排氣從DPF進(jìn)口孔道流入,經(jīng)過(guò)多孔介質(zhì)壁面從相鄰的出口孔道流出,DPF壁面的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)通過(guò)重力沉積、慣性碰撞和擴(kuò)散攔截等方式將顆粒物捕集[16].排氣在DPF孔道內(nèi)滿(mǎn)足質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒,如式(1)~(3)所示.
式中:c、ρ、p和F分別表示進(jìn)口截面的的流體流速、密度、壓力和管截面積;?為摩擦系數(shù);q為單位質(zhì)量流體的傳熱率;D為當(dāng)量直徑,D=
模型可靠性驗(yàn)證時(shí)DPF碳載量設(shè)置為2g/L,邊界條件設(shè)置為1000~2400r/min、75%負(fù)荷下的DPF入口狀態(tài).圖2為不同入口條件下模型驗(yàn)證,所有工 況點(diǎn)的模擬值與試驗(yàn)值趨勢(shì)一致,且誤差較小,滿(mǎn)足預(yù)測(cè)要求,可以進(jìn)行模擬研究.
圖2 不同入口條件下模型驗(yàn)證 Fig.2 Model validation under different entry conditions
在深床捕集階段,壁面的孔隙率隨著每一層的碳煙沉積不斷發(fā)生變化[17].碳煙層和灰分層的動(dòng)態(tài)變化將直接影響DPF的捕集效率,為此建立了碳煙層和灰分層的捕集效率模型[18].
Esoot為碳煙層捕集效率模型,公式為
Eash為灰分層捕集效率模型,公式為
式中:DRη為捕集單元捕集效率;sootε 為碳煙層孔隙率;ashε 為灰分層孔隙率;sootw 為碳煙層厚度;ashw 為灰分層厚度;cd為捕集對(duì)象的直徑.
因DPF結(jié)構(gòu)復(fù)雜,通過(guò)試驗(yàn)手段不易觀(guān)察了解其內(nèi)部流場(chǎng)及顆粒沉積特性,而通過(guò)構(gòu)建顆粒捕集器1/4微觀(guān)孔道模型可以研究其內(nèi)部工作狀態(tài).基于表3中DPF載體構(gòu)建1/4進(jìn)/出口孔道的三維模型如圖3所示,載體有灰分沉積時(shí)只需改變模型幾何尺寸即可得到.
圖3 DPF 1/4孔道模型及網(wǎng)格模型 Fig.3 DPF 1/4 channel model and grid model
模型將顆粒視為稀疏的離散相,忽略粒子間的相互作用及粒子體積分?jǐn)?shù)對(duì)流體相的影響,離散相粒子軌跡通過(guò)求解拉式坐標(biāo)下顆粒作用力的微分方程得 到,其中粒子作用力平衡方程(x方向)公式為
式中:u為連續(xù)相速度;up為顆粒速度;FD( u ? up)為顆粒單位質(zhì)量曳力;gx為x方向重力加速度;ρp為顆粒密度;ρ1為流體密度;Fx為x方向的其他作用力;Re為顆粒相對(duì)雷諾數(shù);CD為曳力系數(shù);μ為流體動(dòng)力黏度;dp為顆粒直徑;對(duì)于球形顆粒,在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),a1、a2和a3均為1013.
通過(guò)調(diào)整相關(guān)參數(shù)對(duì)模型進(jìn)行可靠性驗(yàn)證,根據(jù)后處理裝置排氣直管的直徑為73mm,通過(guò)計(jì)算得出顆粒入場(chǎng)速度為38m/s,均勻進(jìn)入進(jìn)氣孔道,相關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4.定義排氣流在孔道和壁面的流動(dòng)為層流流動(dòng),在模擬計(jì)算過(guò)程中忽略掉傳熱和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程.圖4為進(jìn)/排氣孔道中心線(xiàn)壓力及速度模擬值與文獻(xiàn)值對(duì)比.模擬值與文獻(xiàn)[19]值的誤差較小,物理趨勢(shì)基本一致,可以較好地預(yù)測(cè)氣流在孔道內(nèi)的實(shí)際流動(dòng)狀態(tài).模型中涉及碳煙和灰分相關(guān)參數(shù)的設(shè)置參見(jiàn)文獻(xiàn)[20—21].
表4 流動(dòng)模型相關(guān)設(shè)置參數(shù) Tab.4 Parameters of flow model
圖4 進(jìn)/排氣孔道中心線(xiàn)壓力及速度模擬值與文獻(xiàn)值對(duì)比 Fig.4 Comparison between simulated values of inlet and outlet orifice pressure and velocity and those in literature
圖5為轉(zhuǎn)速及碳載量對(duì)不同載體壓降的影響.隨著轉(zhuǎn)速的升高,3種載體的壓降均升高,0.310個(gè)/mm2載體壓降高于0.465個(gè)/mm2載體且增幅更為明顯,增加碳載量,兩載體的壓降差值增大,即碳載量對(duì)低孔密度載體壓降的影響更明顯;碳載量低于4g/L時(shí),非對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)載體的壓降略高于對(duì)稱(chēng)孔載體;增加碳載量,DPF壓降增大,但非對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)載體壓降低于對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)載體.在2400r/min、100%負(fù)荷時(shí),非對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)載體與對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)載體的壓降交點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的碳載量為4.69g/L,說(shuō)明非對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)載體在高碳載量時(shí)壓降特性更優(yōu).
圖5 碳載量和轉(zhuǎn)速對(duì)載體壓降的影響 Fig.5 Effects of soot load and speed on pressure drop of carrier
灰分在DPF內(nèi)部分布主要包括兩種形態(tài),即附著在過(guò)濾壁面的層狀分布和堆積在進(jìn)口孔道末端形成的灰分堵頭[22].基于灰分在DPF內(nèi)部的此類(lèi)分布現(xiàn)象,定義灰分分布系數(shù)θ(θ=mash_layer/mash_all)為載體內(nèi)層狀灰分占總灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù),研究灰分分布系數(shù)對(duì)DPF壓降特性和捕集效率的影響.模型計(jì)算的邊界條件見(jiàn)表5.
采用表3中方案1載體,設(shè)置載體中的單位灰分量為22g/L,進(jìn)行不同灰分分布系數(shù)對(duì)DPF壓降及捕集效率影響的研究.圖6a為灰分分布系數(shù)對(duì)壓降的影響,隨著灰分分布系數(shù)增加,不同碳載量下DPF壓降均上升;灰分分布系數(shù)小于0.6時(shí),壓降隨灰分分布系數(shù)的增加基本呈線(xiàn)性增加,隨著灰分分布系數(shù)的繼續(xù)增大,DPF壓降上升趨勢(shì)呈二次方形式,碳載量的增加會(huì)增大此效應(yīng).DPF壓降隨灰分分布系數(shù) 的變化規(guī)律表明,層狀灰分對(duì)壓降的貢獻(xiàn)多于灰分堵頭.這是因?yàn)榉植荚诒诿娴膶訝罨曳衷龃罅藲饬鞔┻^(guò)壁面過(guò)濾阻力,灰分層壓降上升,雖然灰分堵頭降低了孔道流通長(zhǎng)度,但其降低的過(guò)濾長(zhǎng)度有限,因而對(duì)DPF壓降的影響效果較?。畧D6b為灰分分布系數(shù)對(duì)DPF捕集效率的影響,隨灰分分布系數(shù)增加,分布在壁面的層狀灰分增加,層狀灰分對(duì)碳煙顆粒的捕集作用提升,捕集效率增加.無(wú)碳煙加載時(shí)捕集效率明顯低于有碳煙加載的情況,這是由于無(wú)碳煙加載時(shí),主要靠深床的捕集作用,捕集效率大大降低.
圖6 灰分分布系數(shù)對(duì)壓降和捕集效率的影響 Fig.6 Effects of ash distribution coefficient on pressure drop and collection efficiency
載體配比對(duì)控制發(fā)動(dòng)機(jī)排放十分重要,配比太小會(huì)導(dǎo)致排氣背壓較高,載體容納灰分能力較差,造成再生頻繁,導(dǎo)致油耗增加;配比太大又會(huì)提高制造成本,因而研究配比對(duì)DPF性能的影響是十分必要的.采用表3中方案1載體的基礎(chǔ)參數(shù),通過(guò)擴(kuò)展長(zhǎng)度的方式來(lái)得到不同配比的載體見(jiàn)表6,以研究載體配比對(duì)DPF壓降及捕集特性的影響.
表6 不同DPF配比載體參數(shù) Tab.6 Carrier parameters of different DPF ratios
圖7示出總灰分量分別為0g、101.2g及灰分分布系數(shù)為0.3時(shí)不同配比對(duì)DPF壓降特性的影響.無(wú)灰分量時(shí),4種配比載體的壓降均隨著碳煙質(zhì)量的增加而增大,且DPF配比越小其壓降增幅越明顯;灰分沉積量的增加提高了DPF壓降,且配比越小,DPF壓降上升更快.配比增大,載體容納灰分能力增強(qiáng),壓降下降,且隨著碳煙質(zhì)量增加,配比對(duì)載體壓降的影響更加明顯.
圖7 不同配比對(duì)DPF壓降的影響 Fig.7 Effects of different ratios on DPF pressure drop
圖8a所示碳煙質(zhì)量為0g時(shí)DPF主要依靠深床的作用來(lái)捕集顆粒,捕集效率偏低;隨著碳煙質(zhì)量增加,DPF的捕集效率上升,當(dāng)碳煙質(zhì)量達(dá)到6g時(shí),捕集效率隨碳煙質(zhì)量的增加基本無(wú)變化.但配比越大,捕集效率越高,且灰分加載不影響配比對(duì)載體捕集效率的影響規(guī)律.這是由于隨著配比的增大,載體的有效過(guò)濾面積更大,其捕集效率更高.
圖8 不同配比對(duì)DPF捕集效率的影響 Fig.8 Effects of different ratios on DPF collection efficiency
柴油機(jī)對(duì)載體體積的選擇需綜合考慮性能和成本兩個(gè)方面因素,配比太小無(wú)法滿(mǎn)足性能要求;配比太大制造成本增加.早期對(duì)DPF的配比選擇要求高捕集效率和低背壓,但隨著工程開(kāi)發(fā)的深入,DPF反 而需要適當(dāng)增加背壓以提高原機(jī)排氣溫度,為DPF被動(dòng)再生提供合適的溫度窗口.綜合各方面因素,載體的配比通常為1.2~1.5.
選擇表3中方案1和方案2載體對(duì)比研究孔密度對(duì)DPF壓降和捕集效率的影響.圖9a為載體孔密度對(duì)DPF壓降的影響,0.465個(gè)/mm2載體的壓降均低于0.310個(gè)/mm2載體,尤其是在單位灰分量高于33.0g/L及碳載量較大的情況下效果更加明顯.這是由于0.465個(gè)/mm2載體的過(guò)濾壁面壁厚與灰分層厚度較0.310個(gè)/mm2載體更薄,載體的孔道容積更大,流通面積增加.圖9b為載體孔密度對(duì)DPF捕集效率的影響,在不同單位灰分量的情況下,0.465個(gè)/mm2載體的捕集效率均略低于0.310個(gè)/mm2載體.
圖9 載體孔密度對(duì)DPF壓降和捕集效率的影響 Fig.9 Effects of mesh number of carrier on DPF pressure drop and collection efficiency
灰分沉積對(duì)DPF壓降和捕集效率具有較大的影響,通過(guò)構(gòu)建DPF孔道的1/4模型從微觀(guān)角度研究了灰分分布系數(shù)對(duì)DPF孔道內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的影響,模型計(jì)算的邊界條件與3.1節(jié)相同.
圖10為不同灰分分布系數(shù)條件下DPF孔道內(nèi)氣流速度分布.在無(wú)灰分加載時(shí),DPF進(jìn)口孔道中心速度沿軸向方向減小,出口孔道中心速度沿軸向逐漸增大,在孔道末端氣流速度達(dá)到60m/s,并高于進(jìn)口速度.單位灰分量為22g/L時(shí),隨著灰分分布系數(shù)的增加,能量損失增大,出口孔道末端的氣流速度降低.無(wú)灰分時(shí),由于過(guò)濾壁面的摩擦力以及流體內(nèi)部黏性力的作用,進(jìn)口孔道內(nèi)的氣流沿孔道從前往后逐漸下降;單位灰分量為22g/L時(shí),灰分分布系數(shù)增大,層狀灰分厚度增加,氣流通過(guò)壁面的壓力損失增加,氣流速度減?。?/p>
圖10 碳載量為6g/L和單位灰分量為22g/L時(shí)不同灰分分布系數(shù)對(duì)DPF孔道內(nèi)氣流速度的影響 Fig.10 Effects of different ash distribution coefficients on airflow velocity in DPF channels when soot load is 6g/L and ash component is 22g/L
圖11所示不同灰分分布系數(shù)下孔道軸向方向上顆粒濃度分布均呈現(xiàn)前少后多的不均勻性.這是因?yàn)檠乜椎垒S向方向,氣體流速降低,碳煙在DPF孔道后端較容易被捕集沉積.有灰分沉積時(shí),顆粒濃度分布較均勻,在靠近灰分堵頭時(shí)達(dá)到最大.增加灰分分布系數(shù),壁面分布的層狀灰分增加,灰分堵頭長(zhǎng)度減小,過(guò)濾長(zhǎng)度增加,DPF整體的捕集效率提升.無(wú)灰分時(shí),雖然孔道過(guò)濾長(zhǎng)度最大,但壁面過(guò)濾作用差, 降低了過(guò)濾效率.
圖11 不同灰分分布系數(shù)對(duì)孔道內(nèi)顆粒濃度分布的影響 Fig.11 Effects of different ash distribution coefficient on particle movement concentration distribution in channel
針對(duì)不同配比DPF孔道內(nèi)氣流的運(yùn)動(dòng)分析,所采用的載體參數(shù)如表6所示.圖12所示總灰分量為0g、碳煙質(zhì)量為27.6g時(shí)不同配比DPF進(jìn)/出口孔道中心的壓力與氣流速度對(duì)比.進(jìn)口孔道中心壓力沿軸向增大,氣流速度沿軸向方向先略增大再急劇降低至0.配比越小,載體進(jìn)口孔道中心壓力越高,其氣流速度下降更快.出口孔道中心壓力沿軸向方向減小,氣流速度沿軸向方向增大.配比越小,出口孔道中心壓力越小,出口孔道中心氣流速度上升更快.這是由于在碳煙質(zhì)量相同時(shí),載體的配比越小,載體的碳煙層厚度增大,氣流通過(guò)碳煙層的壓力損失更大.
圖12 總灰分量為0g時(shí)不同配比對(duì)進(jìn)/出口孔道壓力與氣流速度的影響 Fig.12 Effects of different ratio on inlet and outlet pressure and airflow velocity when the total ash content is 0g
圖13所示總灰分量為101.2g、灰分分布系數(shù)為0.3及碳煙質(zhì)量為27.6g時(shí)不同配比DPF進(jìn)/出口孔道中心的壓力與氣流速度對(duì)比.因較小配比載體的有效過(guò)濾長(zhǎng)度短,其進(jìn)口孔道壓力及氣流速度更快下降為0;出口氣流速度也更快上升到最大值,但出口氣流速度的最大值隨著配比的減小而降低.
圖13 總灰分量為101.2g時(shí)不同配比對(duì)進(jìn)/出口孔道壓力與氣流速度的影響 Fig.13 Effects of different carrier ratio on inlet and outlet pressure and airflow velocity when the total ash content is 101.2g
圖14所示總灰分量為0g時(shí)不同配比DPF進(jìn)口孔道內(nèi)顆粒濃度分布.配比越大,進(jìn)口孔道內(nèi)顆粒濃度越大,說(shuō)明捕集效率越高.
圖14 總灰分量為0g時(shí)不同配比對(duì)DPF進(jìn)口孔道內(nèi)顆粒濃度分布的影響 Fig.14 Effects of different carrier ratio on particle concentration distribution in DPF inlet channel when the total ash content is 0g
圖15所示總灰分量為101.2g、灰分分布系數(shù)為0.3時(shí)不同配比DPF進(jìn)口孔道內(nèi)顆粒濃度分布.較小配比載體的進(jìn)口孔道有效過(guò)濾長(zhǎng)度內(nèi)顆粒濃度較大且分布比較均勻;隨著配比的增大,載體長(zhǎng)度增加,顆粒濃度分布前端較少、中后端較多.配比較小時(shí),由于孔道有效過(guò)濾長(zhǎng)度縮短,最大顆粒濃度明顯下降,即捕集效率下降.有灰分沉積時(shí),增大配比,最大顆粒濃度上升,捕集效率提高.
圖15 總灰分量為101.2g時(shí)不同配比對(duì)DPF進(jìn)口孔道內(nèi)顆粒濃度分布的影響 Fig.15 Effects of different carrier ratio on particle concentration distribution in DPF inlet channel when the total ash content is 101.2g
(1) 升高轉(zhuǎn)速不同載體的壓降均上升,孔密度為0.465個(gè)/mm2DPF壓降均低于0.310個(gè)/mm2DPF壓降,增大灰分分布系數(shù)及碳載量此效果更明顯;非對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)載體在高碳載量時(shí)壓降特性較對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)載體更優(yōu).
(2) 增大DPF配比有利于降低DPF壓降的同時(shí)提高其捕集效率;綜合考慮DPF性能和成本因素,載體最佳配比為1.2~1.5;灰分加載不會(huì)影響配比對(duì)DPF壓降的影響規(guī)律.
(3) 無(wú)灰分時(shí),出口孔道壓力沿孔軸向逐漸均勻下降,氣流速度一直升高,在出口處達(dá)到最大,且高于進(jìn)口速度;有灰分沉積時(shí),灰分分布系數(shù)越大,進(jìn)口孔道與出口孔道的壓差越大,出口孔道氣流出口速度越小,捕集效率提高.
(4) 進(jìn)口孔道內(nèi)顆粒濃度分布呈現(xiàn)前端較少、中后端較多的趨勢(shì);DPF配比增大,進(jìn)/出口孔道壓差降低,出口孔道最大速度升高;DPF配比越大,進(jìn)口孔道中顆粒濃度增大,捕集效率越高.