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柴油机颗粒捕集器(DPF)能够有效降低颗粒物,工业化应用十分广泛。本文基于外加热源再生性能测试台架,采用不同的碳黑担载装置,在不同的温度条件下研究了DPF的再生性能,为DPF商业化应用奠定了理论基础和实验参考。首先,基于碳黑的非均匀担载方式,研究了来流温度变化时,DPF再生性能的变化规律。实验表明:550℃降低到450℃时,随着高温再生持续时间的延长,载体内部最高温度升高,且波动的范围较大,存在烧坏载体的风险;随着高温再生持续时间的增加,再生能耗也在不断的增加;高温持续时间在500s之前,延长高温持续时间,载体内部的再生量主要发生在载体的中心区域,再生效率基本不变;再生500s之后,载体边缘的碳黑开始氧化,再生效率逐渐升高;随着高温持续时间的延长,再生效能比先逐渐降低再升高。其次,基于碳黑的均匀担载方式,研究了不同来流温度对DPF再生性能的影响。研究表明:与非均匀担载相比,均匀担载时载体内部温度场极少出现温度峰值,载体内部最高温度波动范围较小,最大的波动范围在10℃左右。载体内温度梯度变化幅度也较小,降低了烧融载体的风险。随着再生时间的延长,再生效率线性增加的趋势明显。再次,基于碳黑的均匀担载方式,研究了来流温度变化时,DPF再生性能的变化规律。研究表明:均匀担载碳黑时,温度从低温上升到高温,在达到高温时会出现温度波峰。而温度从高温降到低温时,没有出现温度波峰,与稳态再生的温度场变化情况一致。温度从500℃上升到550℃,由于热损失存在,效能比先降低后基本保持不变。从500℃上升到575℃时,效能比先快速上升后缓慢上升。温度从高温降到低温时,效能比呈逐渐增加的趋势。从575℃降低到500℃时,发现高温阶段产生的热量可以使碳黑继续自燃,再生的持续性较好,再生效率高于从500℃上升到575℃时的再生效率。此外,本文还基于碳黑的非均匀担载方式,研究了温度对DPF热再生时颗粒排放的影响规律。结果表明:随着再生时间的逐渐延长,DPF出口颗粒数量浓度先增加后降低,温度场出现温度波峰时,DPF出口颗粒浓度达到最高值。出口颗粒分布呈单峰状,峰值粒径在5~25nm,主要为核模态。随着温度的增加,在510℃时数值增加明显,550℃时浓度数量级变化明显。由于非均匀的担载方式,使得载体内部最高温度波动较大,高温再生时,出口颗粒浓度变化的波动就会比较大。