MAHLE馬勒炭化微米木纖維濾芯性能研究
隨著環境問題頻發，人們的環保意識逐步提高，近兩年國內多個城市頻繁出現霧霾天氣，更加重了人們對于PM2.5的關注，作為PM2.5的重要貢獻源之一，柴油車的尾氣排放問題越發受到重視。面對日益嚴格的柴油車排放標準，柴油車微粒捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）得到了較為廣泛的研究和應用。本文對一種新型DPF濾芯材料——MAHLE馬勒炭化微米木纖維進行研究。

MAHLE馬勒炭化微米木纖維濾芯性能研究         與目前常用的DPF材料相比，MAHLE馬勒炭化微米木纖維具有過濾效率高、進氣阻力低的優點，更為重要的是，其原材料（木材加工剩余物）本身就是一種綠色可再生資源，因此該材料具有良好的發展前景。本文在全面了解柴油機顆粒物（particulate material,PM）物理特性的基礎上，結合CMWF材料特點，借助經典纖維理論，分別計算獨立單根纖維對柴油機PM基于攔截效應、慣性效應、擴散效應的捕集效率，再應用對數穿透理論建立CMWF濾芯凈化柴油機PM過濾效率的理論模型；借助“量綱分析法”，參考其他研究者給出的纖維材料過濾阻力的經驗公式和半經驗公式，綜合多組試驗數據得到CMWF濾芯凈化柴油機PM進氣阻力的理論模型。結合理論模型對CMWF濾芯過濾性能的影響因素進行分析，應用Matlab軟件對理論模型仿真計算，得到CMWF濾芯過濾性能隨纖維等效半徑、濾芯填充率、濾芯長度變化的關系曲線，為濾芯制備提供理論指導。按照選材、微米加工、揉絲、膠合、模壓、干燥、炭化和后期處理等工序制備結構參數不同的CMWF濾芯。設計并搭建CMWF DPF濾芯性能檢測試驗臺，應用多種傳感器和Kingview6.5軟件構建濾芯性能檢測系統，依照在用標準GB3847-2005相關規定對特定結構參數的濾芯進行過濾效率、進氣阻力的檢測試驗，驗證理論分析的可靠性。通過實驗測量裝有濾芯的濾芯安置裝置的消聲量，結合聲學有限元仿真方法，確定濾芯的聲學特性參數。結果顯示，采用有限元法可以用來分析濾芯聲學特性。應用計算流體動力學（CFD）法計算不帶濾芯和帶濾芯時濾芯安置裝置及空濾器的消聲量，不帶濾芯時采用CFD法得到的計算結果與測量結果吻合良好，帶濾芯時采用CFD法得到的計算結果比有限元法計算結果誤差更大。研究采用有限元法和CFD法分析濾芯聲學特性時的特點，提出基于CFD法的提取和設置濾芯聲學特性參數的工程方法。