MAHLE馬勒炭化微米木纖維濾芯性能研究
隨著環(huán)境問題頻發(fā)，人們的環(huán)保意識(shí)逐步提高，近兩年國(guó)內(nèi)多個(gè)城市頻繁出現(xiàn)霧霾天氣，更加重了人們對(duì)于PM2.5的關(guān)注，作為PM2.5的重要貢獻(xiàn)源之一，柴油車的尾氣排放問題越發(fā)受到重視。面對(duì)日益嚴(yán)格的柴油車排放標(biāo)準(zhǔn)，柴油車微粒捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）得到了較為廣泛的研究和應(yīng)用。本文對(duì)一種新型DPF濾芯材料——MAHLE馬勒炭化微米木纖維進(jìn)行研究。

MAHLE馬勒炭化微米木纖維濾芯性能研究         與目前常用的DPF材料相比，MAHLE馬勒炭化微米木纖維具有過濾效率高、進(jìn)氣阻力低的優(yōu)點(diǎn)，更為重要的是，其原材料（木材加工剩余物）本身就是一種綠色可再生資源，因此該材料具有良好的發(fā)展前景。本文在全面了解柴油機(jī)顆粒物（particulate material,PM）物理特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合CMWF材料特點(diǎn)，借助經(jīng)典纖維理論，分別計(jì)算獨(dú)立單根纖維對(duì)柴油機(jī)PM基于攔截效應(yīng)、慣性效應(yīng)、擴(kuò)散效應(yīng)的捕集效率，再應(yīng)用對(duì)數(shù)穿透理論建立CMWF濾芯凈化柴油機(jī)PM過濾效率的理論模型；借助“量綱分析法”，參考其他研究者給出的纖維材料過濾阻力的經(jīng)驗(yàn)公式和半經(jīng)驗(yàn)公式，綜合多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到CMWF濾芯凈化柴油機(jī)PM進(jìn)氣阻力的理論模型。結(jié)合理論模型對(duì)CMWF濾芯過濾性能的影響因素進(jìn)行分析，應(yīng)用Matlab軟件對(duì)理論模型仿真計(jì)算，得到CMWF濾芯過濾性能隨纖維等效半徑、濾芯填充率、濾芯長(zhǎng)度變化的關(guān)系曲線，為濾芯制備提供理論指導(dǎo)。按照選材、微米加工、揉絲、膠合、模壓、干燥、炭化和后期處理等工序制備結(jié)構(gòu)參數(shù)不同的CMWF濾芯。設(shè)計(jì)并搭建CMWF DPF濾芯性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，應(yīng)用多種傳感器和Kingview6.5軟件構(gòu)建濾芯性能檢測(cè)系統(tǒng)，依照在用標(biāo)準(zhǔn)GB3847-2005相關(guān)規(guī)定對(duì)特定結(jié)構(gòu)參數(shù)的濾芯進(jìn)行過濾效率、進(jìn)氣阻力的檢測(cè)試驗(yàn)，驗(yàn)證理論分析的可靠性。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝有濾芯的濾芯安置裝置的消聲量，結(jié)合聲學(xué)有限元仿真方法，確定濾芯的聲學(xué)特性參數(shù)。結(jié)果顯示，采用有限元法可以用來分析濾芯聲學(xué)特性。應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）法計(jì)算不帶濾芯和帶濾芯時(shí)濾芯安置裝置及空濾器的消聲量，不帶濾芯時(shí)采用CFD法得到的計(jì)算結(jié)果與測(cè)量結(jié)果吻合良好，帶濾芯時(shí)采用CFD法得到的計(jì)算結(jié)果比有限元法計(jì)算結(jié)果誤差更大。研究采用有限元法和CFD法分析濾芯聲學(xué)特性時(shí)的特點(diǎn)，提出基于CFD法的提取和設(shè)置濾芯聲學(xué)特性參數(shù)的工程方法。