DPF載體溫度不均勻性診斷分析

周蕓夢

摘要：對加裝DPF裝置的發(fā)動機(jī)進(jìn)行臺架試驗時，采用探針式傳感器測量DPF通道孔內(nèi)的溫度（在三個截面上按照互成120度進(jìn)行傘狀布置），發(fā)現(xiàn)DPF周向溫度分布不均勻。本文采用計算流體力學(xué)的方法對DPF載體的流場進(jìn)行分析，找出DPF載體溫度不均勻的原因。

關(guān)鍵詞：DPF載體;CFD分析;發(fā)動機(jī)后處理

中圖分類號：TK402? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0038-02

0? 引言

測試溫度的高低可能與DPF中C顆粒沉積量有關(guān)，沉積量較多的區(qū)域，在進(jìn)行顆粒燃燒時釋放出更多的熱量，造成該區(qū)域溫度較高。由于DPF載體結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，在來流法向上可以認(rèn)為是阻力均勻分布，造成C沉積不均很可能是由于DPF前端速度不均引起的。

基于上面推斷，考慮到搭建載體詳細(xì)模型計算量比較大，分析重點(diǎn)也沒有落在載體上，所以本次分析主要對DPF整個管路進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場分析，考察載體前段彎管、彌散體及濾網(wǎng)等對氣流分布的影響。

1? 模型建立

在DPF前端增加了進(jìn)氣彎管，彎管相對位置與試驗時布置一致。由于DPF載體的周向?qū)ΨQ性，認(rèn)為載體結(jié)構(gòu)不會對載體內(nèi)氣流的均勻性產(chǎn)生影響。本次分析主要考查彎管段、彌散體、濾網(wǎng)三種部件對來流在載體區(qū)域內(nèi)的均勻性影響，因此對計算模型進(jìn)行了簡化處理，用純流場區(qū)域替代DPF載體，計算模型如圖1所示。

采用多面體網(wǎng)格對模型進(jìn)行體網(wǎng)格劃分，在彌散體及濾網(wǎng)等部位進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，生成體網(wǎng)格數(shù)量為2475181，網(wǎng)格模型如圖2、圖3、圖4所示。

2? 結(jié)果分析

根據(jù)柴油機(jī)臺架試驗中溫度傳感器的放置位置，同時為了觀察彎管對氣流的影響，在仿真后處理中創(chuàng)建圖5所示的四個截面。

通過對四個截面的CFD分析，各截面的分析結(jié)果如圖6-圖10所示。

通過對簡化模型的計算結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，載體內(nèi)氣流分布不均勻，有些區(qū)域速度梯度較大。

3? 結(jié)論

本次分析主要圍繞DPF載體由于C沉積不均引起的溫度不均，借助CFD分析手段，考察載體、彌散器及濾網(wǎng)三因素對氣流均勻性影響。

通過CFD分析發(fā)現(xiàn)，在彌散體與濾網(wǎng)的作用下，氣流并沒有很好地實現(xiàn)均勻化，考慮改變離散體及濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)或相對位置。

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