湍流通道內(nèi)柴油機排氣微粒運動特性的研究.pdf

1、柴油機排氣采樣裝置、排氣再循環(huán)系統(tǒng)以及排氣后處理裝置中均存在微粒的運動。微粒在上述裝置中的運動和沉降對微粒的測量、排氣再循環(huán)系統(tǒng)的正常工作以及微粒的凈化捕集具有重要的影響。湍流通道內(nèi)柴油機排氣微粒運動特性的研究對于加深柴油機微粒在排氣通道中運動、沉降規(guī)律及其影響因素的理解具有重要的意義。
　　 建立了湍流速度場和溫度場計算模型，對速度場和溫度場模擬結(jié)果進行了驗證；在此基礎(chǔ)上，對近壁處速度梯度和溫度梯度的分布特征進行了分析；得到了

2、入口速度和入口溫度對近壁處速度梯度和溫度梯度的影響規(guī)律。
　　 對氣固兩相流模型進行了分析，確定采用顆粒軌道模型對柴油機排氣微粒在湍流通道中的運動進行模擬；對微粒湍流擴散的模擬方法進行了分析，確定采用顆粒-渦相互作用模型模擬微粒的湍流擴散。對微粒相運動數(shù)值求解方法進行了分析，確定采用Gear算法對控制微粒運動的微分方程組進行求解。在上述工作基礎(chǔ)上，建立了隨機軌道模型和球形微粒運動學(xué)和動力學(xué)方程。對微粒在流場中受到的曳力、Saff

3、man升力、熱泳力、重力和浮力進行了計算分析，得到了不同粒徑微粒受力的數(shù)量級關(guān)系；對球形微粒的運動規(guī)律進行了計算分析，得到了微粒受力對微粒運動軌跡的影響規(guī)律以及粒徑和入口速度對微粒與流體間滑移速度的影響規(guī)律；對通道中微粒沉降速度的影響因素進行了計算分析，得到了微粒受力對微粒沉降速度的影響規(guī)律以及通道入口速度、入口溫度、通道寬度及通道長度等對微粒沉降速度的影響規(guī)律。
　　 建立了空間坐標系下橢球形微粒的運動學(xué)和動力學(xué)方程。在此基礎(chǔ)

4、上，對橢球形微粒在流場中受到的曳力、升力、熱泳力、重力、浮力以及曳力力矩和布朗力矩等進行了計算與分析，得到了微粒形態(tài)（長短軸長比）對橢球形微粒受力和力矩的影響規(guī)律；對橢球形微粒的運動規(guī)律進行了計算與分析，得到了微粒形態(tài)對近壁處微粒濃度分布及運動軌跡的影響規(guī)律；對橢球形微粒的沉降速度進行了計算與分析，得到了微粒形態(tài)對微粒沉降速度的影響規(guī)律。
　　 論文的研究成果可以為柴油機排氣微粒沉降控制技術(shù)、微粒捕集凈化技術(shù)等研究提供一定的理論