柴油机排气微粒在冷却管道中会发生热泳沉降和沉降微粒再悬浮现象,进而影响到微粒在管道内以及进入大气后的浓度和尺度分布。本项目主要开展柴油机微粒在湍流管流内热泳沉降及沉降微粒再悬浮特性的研究。建立了微粒热泳沉降试验系统和沉降微粒再悬浮试验系统;进行了湍流管流内微粒热泳沉降特性和沉降微粒再悬浮特性的试验研究。通过模拟方法,分析了湍流管流中流场的结构特征及气流速度的脉动振幅和脉动频率对管内近壁处温度场和湍动能场的影响,研究了湍流管流中微粒热泳沉降和湍流脉动沉降特性以及两者在微粒沉降中的相互作用。以管流中柴油机沉降微粒为研究对象,建立了椭球形沉降微粒团再悬浮受力模型;从微粒团再悬浮角度对椭球形沉降微粒团所受重力力矩、粘附力矩、碰撞力矩和曳力力矩进行了分析,研究了微粒团形态变化对各作用力矩的影响;对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的控制因素进行了分析,研究了微粒团形态的变化对沉降微粒团再悬浮控制因素的影响。研究工作加深了对冷却条件下湍流管流内柴油机微粒的热泳沉降特性及沉降微粒再悬浮特性的理解,研究成果可以为柴油机微粒沉降与再悬浮控制、微粒排放控制技术研究以及微粒尺度分布控制研究提供理论与试验依据。
英文主题词Diesel; Particle; Turbulent tube; Thermophoresis deposition; Reentrainment