【论文精选】柴油机颗粒捕集器不规则六边形孔道的压降特性学术资讯

来源：农业工程学报

《农业工程学报》2020年第36卷第3期刊载了江苏大学等单位李小华、程静峰与岳广照的论文——“柴油机颗粒捕集器不规则六边形孔道结构压降特性研究”。该研究由移动源污染排放控制技术国家工程实验室开放基金项目（项目号：NELMS2018B04）资助。

柴油机颗粒捕集器（diesel particulate filter，DPF）是用于降低柴油机颗粒物排放的装置。DPF每相邻的两个孔道，其中一个在进气端被封堵，另一个在出口端被封堵，在进行颗粒物净化时，排气从进口孔道进入通过DPF的多孔壁面最终由出口孔道流出，排气中微粒会被截留在壁面上，完成排气颗粒物的物理捕集。

DPF壁面渗透率较低，气流通过存在阻力，形成DPF进出口端压降。当DPF长时间使用后，内部堆积的颗粒物平铺在壁面上，导致壁面渗透率进一步降低，排气阻力加大，DPF进出口端进一步增加。本文建立了不规则六边形孔道结构DPF，对比分析其相较于传统四边形孔道结构DPF在降低压降方面的效果表现。

研究表明，排气流量和排气温度的升高会导致DPF进出口的压降升高，在同等条件下不规则六边形孔道结构DPF的压降特性优于四边形孔道结构。

不规则六边形孔道结构DPF的颗粒物捕集性能要优于四边形孔道结构，主要体现在对颗粒物的过滤效率上升较快，过滤效率上升至90%用时更短，在捕集相同质量颗粒物时，不规则六边形孔道结构DPF碳烟层厚度小于四边形孔道结构。

颗粒物在DPF孔道中以下坡式分布造成的压降最大，以上坡式分布造成的压降最小，两种分布方式中不规则六边形孔道结构DPF压降均小于四边形孔道DPF。

灰分(颗粒物经高温煅烧残留下来的物质)在DPF孔道中的堆积方式会影响压降变化，灰分以层状方式平铺在壁面造成的压降最大，以块状方式堵塞在孔道末端造成的压降最小。不规则六边形孔道始终保持较低压降，且颗粒物承载性能明显优于四边形孔道结构，承载量最高上升幅度达100%。

研究结果表明，不规则六边形孔道结构DPF压降性能优于四边形孔道结构，可有效降低DPF前后端压降，且结构简单具有实际应用的潜力。

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来源：gh_c45100f8f9c0 农业工程学报

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