超細(xì)顆粒聲波團(tuán)聚機(jī)理及其在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的探索.pdf

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

2、
　　搭建了聲波團(tuán)聚小樣試驗(yàn)臺(tái)架,選取中高聲強(qiáng)的超聲波作為聲源,以燃燒產(chǎn)生的含有大量超細(xì)顆粒的氣溶膠為對(duì)象,利用掃描電遷移率顆粒物粒徑譜儀SMPS測(cè)量團(tuán)聚前后不同粒徑段的顆粒的數(shù)濃度,研究了超細(xì)顆粒的聲波團(tuán)聚機(jī)理。
　　在介紹聲波團(tuán)聚效果的評(píng)判方法的基礎(chǔ)上,闡明了超聲波換能器在團(tuán)聚室中不同位置對(duì)顆粒團(tuán)聚效果的影響,在此基礎(chǔ)上研究了聲波強(qiáng)度、聲波團(tuán)聚時(shí)間以及初始顆粒數(shù)濃度對(duì)聲波團(tuán)聚效果的影響。結(jié)果表明:(1)在150dB以上的

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

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