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随着全球航运业快速发展,船舶柴油机排放的污染物是造成港口城市大气污染的主要原因。近年来船舶柴油机颗粒物的净化问题越来越受到重视,目前颗粒捕集器(DPF)是减少尾气颗粒物最有效的方法,而传统DPF再生方式的缺点限制了 DPF的广泛应用。本文研究目的是在传统DPF再生基础上结合往复流动燃烧拓宽DPF再生方式。本文自行设计了往复流DPF系统燃烧实验装置,通过补充低当量比的丙烷燃料维持DPF系统高温温度场,来实现往复流动再生的目的。并利用模拟软件对往复流DPF系统进行模拟温度场和实验温度场的比较。本文具体工作和主要结论如下:本文在柴油机空载运行条件下,首先通入丙烷气体在DPF系统建立高温温度场,然后利用往复流DPF系统蓄热放热功能,在低当量比工况下维持系统高温区域,实现大部分颗粒物的连续去除。结果表明:(1)本文探索当丙烷质量流量为0.0915g/s,往复半周期为25s时,DPF系统既能维持高温温度场又能很好的去除颗粒物,该工况下除颗粒物平均转化效率达94.7%,除一氧化碳平均转化效率达95.5%。(2)随着往复半周期的增加,DPF系统最高温度基本不变,但高温区域边界的温度振幅变大,颗粒物燃烧速率降低,导致换向时系统出口颗粒物浓度变大。(3)随着当量比的增加,DPF系统最高温度上升,高温区域变长,过高的当量比会导致二次颗粒的生成,导致当换向时系统出口颗粒物浓度变大。(4)往复流动燃烧能够比单向流动燃烧在DPF系统中存储更多的热量,有利于在低当量比时维持系统高温,即能节省补充的燃料量,又实现往复流DPF系统再生效果。(5)往复流动燃烧维持的高温区域,在断掉丙烷燃料后,继续保持往复流动过程,系统高温区域可以维持大约3分钟的时间,这是因为充分利用了蜂窝陶瓷体存储的热量。本文利用模拟软件建立往复流DPF系统二维孔道模型,采用了丙烷质量流量为0.0915g/s,往复半周期为25s.的实验工况数值模拟了系统温度场,得到了模拟温度场和实验温度场在趋势上一致的结果。然后讨论了系统在半周期内的温度分布变化规律、蓄热放热规律以及不同半周期对温度分布的影响,它们与对应的实验数据在趋势上保持一致。本文研究内容为进一步优化往复流DPF再生技术提供技术参考,并为船用柴油机净化尾气颗粒物提供工程应用参考。