低温等离子木质钙钛矿柴油机尾气净化器设计与试验OA北大核心CSTPCD

为有效提高低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)协同木质钙钛矿型催化剂净化柴油机尾气的效能,首先,设计了以刚玉管和木质钙钛矿型催化剂为介质的介质阻挡放电反应器(dielectric barrier discharge,DBD),建立了DBD反应器的二维仿真模型,采用COMSOL软件等离子体模块计算DBD反应器不同参数条件下活性物种的数密度,通过分析得出较优的反应器内部参数;其次,设计了低温等离子木质钙钛矿柴油机尾气净化器总体结构,建立了基于压力损失的数值模型,分析不同DBD布置形式对排气背压的影响;最后,搭建发动机台架以对该净化器的净化性能进行试验验证。研究结果表明:当净化器输入电压为15 kV,填充率为30%,DBD并联个数为20,反应器长度为0.16 m时,尾气净化器的排气背压满足国标要求,可实现碳烟颗粒物(particulate matter,PM)、NO_x、CO和HC的同时净化。当发动机转速为2 600 r/min、发动机负荷为50%时,净化器对PM、NO_x、CO和HC的净化效率分别为92%、64%、72%和61%。该研究结果可为NTP协同催化在净化汽车尾气净化领域的应用提供理论参考。