齿形木纤维柴油车尾气微粒捕集器过滤效率模型与试验

为增大柴油车尾气微粒捕集器滤芯的过滤面积,降低滤芯的过滤阻力,提高滤芯的过滤效率,设计了一种内部具有中空通道的齿形木纤维柴油车尾气微粒捕集器滤芯。首先根据纤维材料的过滤理论,建立齿形木纤维滤芯的过滤效率模型;然后通过理论分析和数值计算得到滤芯过滤效率与各影响因素之间的关系曲线;最后利用自行研制的滤芯性能检测试验台对理论分析结果加以验证。研究表明,试验和理论结果吻合较好,当尾气微粒捕集器过滤室壳体尺寸为直径140 mm,高150 mm时,木纤维直径为15μm、滤芯填充率为0.3、滤芯厚度为12 mm时滤芯过滤效率和过滤阻力都处于较理想的范围,使用寿命可达60 h,过滤效率为96%,排气背压为3 k Pa,完全能满足柴油车尾气排放国家标准。该研究对柴油车尾气净化机及环境保护具有十分重要的意义。     

基于阻力的齿轮型木纤维尾气微粒捕集器滤芯设计及试验

研制了一种内部中空、外部为齿轮状的木纤维滤芯,建立基于阻力的柴油车尾气微粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)滤芯的压力损失和结构参数模型,通过数值计算分析得到新型齿轮状木纤维滤芯的较优尺寸方案;并通过台架试验对不同结构参数滤芯的阻力变化进行对比分析,验证了该新型齿轮状木纤维滤芯的可靠性和科学性。分析结果表明,当DPF过滤室尺寸为直径140mm、高150mm时,新型齿轮状木纤维滤芯存在较优结构参数,即齿厚为23.27mm,齿高为30mm,齿边夹角为5°,滤芯厚度为7mm,齿数为8。该文所研制的齿轮型木纤维滤芯对油品质量要求低,过滤阻力小,过滤效率高,价格便宜,且废弃后易于回收再利用。结合温控装置使用,可有效过滤柴油车尾气中的PM,对柴油车尾气净化及环境保护具有十分重要的意义。