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车用微米木纤维空气滤清器过滤机理研究及其试验设计

王斯  
【摘要】:空气滤清器作为发动机进气系统的重要部件,其质量直接影响发动机可靠性和使用寿命。目前市场上应用比较广泛的滤清器滤芯材料为滤纸滤芯、无纺布滤芯等,他们已经不能很好的满足新一代发动机的性能要求,本文提出将微米木纤维应用到发动机空气滤清器滤芯材料中,通过对微米木纤维空气滤芯特性的分析以期探索一种能够提高空气滤清器整体性能的新型滤清器产品。 本文通过对空气滤清器性能参数的研究,进行合理的假设,建立了简化后的纤维过滤理论的数学描述,通过对单根木纤维的拦截效应、惯性效应和扩散效应过滤机理的合并与分析,进行合理的修正,最终推导出滤清器总的过滤阻力和过滤效率的数学表达式;并建立了纤维滤芯三维模型,并运用Fluent软件对滤芯的三维模型进行合理的网格划分和边界条件的设定,通过选择适当的求解器和控制方程,得到了滤芯内部各物理参数的数值模拟结果,明确影响空气滤清器过滤效率和过滤阻力等性能的因素。 最后介绍了微米木纤维的选材和制作过程,通过铺装和模压加工出试验用空气滤清器滤芯,然后对自行搭建的性能检测台的结构、硬件选择和测试系统进行了设计和选用,通过实验得出车用微米木纤维空气滤清器过滤效率高,过滤阻力小,同时也表明本文所提出的数值模拟方法与实验结果能较好的吻合,说明所采用的数值模拟方法可行。


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