超細顆粒聲波團聚機理及其在壓燃式發(fā)動機上的探索.pdf

1、超細顆粒物的排放控制,是目前壓燃式發(fā)動機排放控制的熱點與難點。
　　聲波團聚技術是一種顆粒物消除的輔助技術,其原理是超細顆粒在聲波的作用下產(chǎn)生振動,粒徑不同的顆粒因振幅不同而導致它們的碰撞幾率提高,進而因碰撞而團聚在一起,減少了超細顆粒的數(shù)量。壓燃式發(fā)動機排放出的超細顆粒的數(shù)濃度巨大,利用聲波團聚技術凝并超細顆粒具有優(yōu)良的降低顆粒數(shù)的潛力。
　　本研究試驗探索了燃燒產(chǎn)生的超細顆粒的聲波凝并機理,并在壓燃式內(nèi)燃機上進行了驗證。

2、
　　搭建了聲波團聚小樣試驗臺架,選取中高聲強的超聲波作為聲源,以燃燒產(chǎn)生的含有大量超細顆粒的氣溶膠為對象,利用掃描電遷移率顆粒物粒徑譜儀SMPS測量團聚前后不同粒徑段的顆粒的數(shù)濃度,研究了超細顆粒的聲波團聚機理。
　　在介紹聲波團聚效果的評判方法的基礎上,闡明了超聲波換能器在團聚室中不同位置對顆粒團聚效果的影響,在此基礎上研究了聲波強度、聲波團聚時間以及初始顆粒數(shù)濃度對聲波團聚效果的影響。結果表明:(1)在150dB以上的

3、中高聲波強度的聲波作用下,超細顆粒的聲波團聚效果良好,可以有效地降低超細顆粒的數(shù)濃度。例如當顆粒主要集中在大粒徑段(粒徑峰值184.3nm)時,158.6dB的聲波強度下,單組換能器單獨工作時可以有效地減少了70％以上的超細顆粒,而當顆粒主要集中在小粒徑段(粒徑峰值26.4nm)時,158.6dB的聲波強度下也可以減少35%左右的超細顆粒;隨著聲波強度的進一步增加,聲波團聚的效率依次提高。(2)團聚時間增加,聲波團聚效率提高。例如155

4、.6dB的聲波強度下,對于大粒徑段的顆粒(粒徑峰值184.3nm)時,當團聚時間從9s增加到18s時,團聚效率從57.9%提高到了91.4%;而對于小粒徑段的顆粒(粒徑峰值26.4nm),當團聚時間從9s增大到18s時,其團聚效率從26.7%提高到56.1%。(3)在試驗研究的聲波強度范圍內(nèi),初始顆粒數(shù)濃度對聲波團聚效率存在著一定的影響。初始顆粒數(shù)濃度越大,聲波團聚的效率越高。(4)在實際的柴油機臺架上,初步驗證了聲波團聚的有效性:在1