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柴油机微粒捕集器(DPF)的再生性能是目前迫切需要解决的关键技术问题,过滤体再生时的热传递特性,再生效率,能量投入等将直接影响过滤体再生工作时的安全,高效,经济等性能,因此对过滤体再生特性进行研究,具有重要的科学意义和应用价值。本文结合试验验证,搭建DPF再生时的一维非稳态数值模型,对DPF再生特性进行数值研究,以减少试验操作工作量,为试验提供方向和理论依据,同时为满足国Ⅳ排放标准的DK4A发动机提供建议再生时机。本文基于建立的DPF再生过程一维非稳态数学模型,对DPF的再生特性进行了以下的研究:(1)结合DK41A发动机的不同运行工况下的排气流量,对DPF的热冲击进行分析。分析发现:随来流流量的增加DPF内部温度梯度出现先增大后减小的趋势;由于过大的温度梯度会造成DPF热应力失效,影响过滤体的工作安全,应尽量选择合适的流量以减小壁面温度梯度,最终分析发现当来流流量为15g/s时温度梯度极值最小,可避免再生时过滤体热应力失效。(2)分析不同几何结构参数,对DPF传热特性的影响。选择合理的DPF几何机构参数和再生条件,以降低DPF内部温度梯度极值,有效地避免过滤体的热应力失效。分析发现:在不影响DPF的捕集效率和排气背压的条件下,合理的增加DPF的长度、体积、壁面厚度、提高过滤体材料的导热能力以及适当降低DPF的CPSI和再生时的加热温度,都对降低DPF壁面温度梯度有利。(3)分析DPF再生时的传热特性(壁面温度、壁面温度梯度),再生效率,能量投入等参数;同时基于再生时的最优效能比进行DPF的传热特性的研究。研究发现:该型号DPF最佳再生时机为颗粒担载量为5g/L,最佳再生流量为15g/s,最佳再生温度脉冲时间为297s;在该条件下再生,能有效防止DPF再生时的热损伤,同时也能保证DPF较高的再生效率和再生时较低的能量投入。研究结果将进一步完善DPF再生特性分析的理论数据,为DPF再生时机的选择提供了参考,并为后续的试验提供数据支撑。