- Tytuł:
-
Расчетно-экспериментальный анализ процесса межэлектродного дожига частиц дизельной сажи при работе электрофильтра-дожигателя
Design-experiment analysis of interelectrode burning of diesel soot particulates in an electrical filter-afterburner
Obliczeniowo-eksperymentalna analiza procesu międzyelektrodowego dopalania cząstek sadzy w gazach wydechowych silników wysokoprężnych podczas pracy elektrofiltra-dopalacza - Autorzy:
-
Kartashevich, A. N.
Belousov, V. A.
Kamiński, J. R.
Kogut, Z. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/239807.pdf
- Data publikacji:
- 2016
- Wydawca:
- Instytut Technologiczno-Przyrodniczy
- Tematy:
-
burning process
diesel engine
electrical filter-afterburner
electrode
elektroda
elektrofiltr-dopalacz
proces spalania
silnik Diesla - Opis:
-
Cleaning of the exhaust gasses from vehicle and tractor diesels with an electric filter-
-afterburner is one of the most effective methods of soot particulate recovery. Formation
of a particles stratum on a collecting electrode requires regular removal of accumulated
particles as with rather a thick layer (under corresponding design characteristics) aerodynamic
resistance of the electric filter increases. Besides, in case of under-adherence,
there can be a break off of this stratum from the electrode surface. In the offered design
of a soot electrical filter-afterburner reactivation of a collecting surface is carried out by
means of inter-electrode burning. In this paper the theory of inter-electrode burning of the
formed bridge of soot particles is considered. When making up a heat balance of a soot element, the heat amount needed to increase the total heat content of the particles layer
is determined, and the differential heating equation with due account of varying thermal
properties of soot is derived. This differential heating equation is solved by computeraided
numerical methods, with preset initial conditions. For a short-term heating under the
absence of heat exchange with the environment the differential heating equation is solved
analytically. The study results show that:
1. Heating of soot particles by electric current proves inefficiency of a heat-up at the
sample initial temperature less than 200°С. It was established that to achieve reasonable
burning parameters (heating up to 700°С for no longer than 5 s) is possible at the
initial sample temperature exceeding 250°С.
2. When the initial sample temperature is less than 200°С, burning of soot particles
results from ionization processes in gas inclusions; field strength between electrodes
should not be less than 2 kV·cm–1, and spacing should not exceed 5 mm; when the
temperature reaches 250°С and more, Joule heat is engaged in the heat-up process.
The value of initial voltage is going up with the decrease in particles layer thickness on
an electrode and the increase of heterogeneity of the field between electrodes. It has
been established that the most acceptable design is that of collectors plates with
2-5 mm spacing and 650 to 750 V voltage.
Oczyszczanie spalin wysokoprężnych silników ciągnikowych z wykorzystaniem elektrofiltru- dopalacza jest jedną z najbardziej efektywnych metod wychwytywania znajdujących się w nich cząstek sadzy. Formowanie warstwy cząstek sadzy na elektrodzie osadczej wymaga okresowego wydalania osadzonych cząstek, ponieważ w warunkach odpowiednio grubej warstwy (w odpowiednich rozwiązaniach konstrukcyjnych) zwiększa się opór aerodynamiczny elektrofiltru, a także - gdy siły adhezji są niedostateczne - może zachodzić odrywanie warstwy osiadłych cząstek od powierzchni elektrody. W zaproponowanej konstrukcji elektrofiltru-dopalacza sadzy regeneracja powierzchni osadczej realizowana jest za pomocą międzyelektrodowego dopalania. W pracy rozpatrzono teoretycznie proces międzyelektrodowego dopalania tworzącego się mostka z cząstek sadzy. W procesie sporządzania bilansu cieplnego elementu sadzy określono ilość ciepła konieczną do zwiększenia wartości cieplnej warstwy cząstek i otrzymano równanie różniczkowe nagrzewania z uwzględnieniem zmieniających się cieplno-fizycznych właściwości sadzy. Rozwiązywanie równania różniczkowego procesu nagrzewania przeprowadzono metodą cyfrową z wykorzystaniem elektronicznej techniki obliczeniowej (ETO), zadając wstępnie warunki początkowe. W przypadku krótko trwającego procesu nagrzewania, przyjmując warunek niewystępowania wymiany ciepła z otaczającym środowiskiem, równanie różniczkowe nagrzewania rozwiązano analitycznie. Na podstawie wyników badań ustalono, że: 1) nagrzewanie cząstek sadzy drogą przebiegu po nich strumienia elektrycznego świadczy o nieefektywności rozgrzania, gdy temperatura początkowa próbki wynosi poniżej 200°C; osiągnięcie odpowiednich parametrów dopalania (nagrzewanie do 700°C nie dłużej niż 5 s) jest możliwe, gdy początkowa temperatura próbki wynosi powyżej 250°C; 2) w warunkach początkowej temperatury próbki poniżej 200°C zapalenie żarzących się cząstek sadzy zachodzi w rezultacie występowania procesów jonizujących we wtrąceniach gazowych, przy czym napięcie między elektrodami powinno być nie mniejsze niż 2 kV·cm-1, a rozstaw elektrod nie większy niż 5 mm; po osiągnięciu temperatury powyżej 250°C w proces podgrzewania włącza się ciepło Joule’a; wartość początkowego napięcia zapłonowego zwiększa się ze zmniejszeniem grubości warstwy cząstek sadzy na elektrodzie i ze zwiększeniem niejednorodności pola między elektrodami; najbardziej odpowiednia jest konstrukcja, składająca się z płytkowych elektrod z międzyelektrodową odległością 2-5 mm i napięciem 650-750 V. - Źródło:
-
Problemy Inżynierii Rolniczej; 2016, R. 24, nr 4, 4; 77-90
1231-0093 - Pojawia się w:
- Problemy Inżynierii Rolniczej
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł