本发明专利技术公开了一种模拟柴油机颗粒物制备装置，包括：载气来流段、气溶胶颗粒生成段、SOF溶液蒸发段、均匀混合捕集段以及废物回收段；载气来流段、气溶胶颗粒生成段和SOF溶液蒸发段，均连接至均匀混合捕集段的混合过渡管；均匀混合捕集段末端连接至废物回收段。本发明专利技术可模拟真实柴油机排气环境，与真实碳烟中SOF的附着方式接近，准确性更高；可回收产生的SOF蒸汽，避免环境污染；结构简单，操作方便，降低基础研究的实验成本。础研究的实验成本。础研究的实验成本。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟柴油机颗粒物制备装置
[0001]本专利技术涉及柴油机尾气颗粒物治理研究
，更具体的说是涉及一种模拟柴油机颗粒物制备装置。
技术介绍
[0002]柴油发动机由于其可靠性高，热效率高，动力性强及燃油经济性好受到人们的青睐，是目前车辆主流动力源。但相比于汽油机，柴油发动机会排放大量的颗粒物(PM)，严重危害人类健康。柴油机颗粒捕集器(DPF)已经成为柴油机后处理系统中必不可少的一部分，是捕集PM的重要方式，其过滤效率高达95％以上。当DPF中沉积较多的碳烟时需要进行DPF再生，避免其影响发动机的性能。
[0003]探究DPF中沉积的碳烟的性能有助于提高DPF的再生效率，降低燃油消耗。碳烟的成分复杂，包含碳黑、可溶性有机物(SOF)、灰分等多种物质，传统方式探究碳烟性能的研究成本高，且难以探索单一成分的影响，因此通常采用模拟碳烟的方法来对其性能进行基础研究。现有技术中，对于单一成分，特别是SOF对碳烟的性能影响探索的研究尚少。
[0004]因此，如何模拟真实发动机产生的含SOF碳烟是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种模拟柴油机颗粒物制备装置，可以模拟真实柴油机排气环境与真实碳烟和SOF的附着方式，并且稳定提供混合均匀的含SOF的模拟碳烟，有助于柴油机尾气颗粒物治理的基础研究。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种模拟柴油机颗粒物制备装置，包括：
[0008]载气来流段、气溶胶颗粒生成段、SOF溶液蒸发段、均匀混合捕集段以及废物回收段；载气来流段、气溶胶颗粒生成段和SOF溶液蒸发段，均连接至均匀混合捕集段的混合过渡管；均匀混合捕集段末端连接至废物回收段。
[0009]优选的，所述载气来流段包括载气瓶、减压阀、浮子流量计和电加热丝网；所述减压阀连接在所述载气瓶输出端；所述载气来流段的管路首端连接所述减压阀，管路中段设置所述浮子流量计，管路末端设置所述电加热丝网，管路出口端连接至混合过渡管的第一接口。所述载气瓶为氮气瓶，气瓶压力不小于15MPa，所述减压阀减压后压力范围为0
‑
2.5Mpa，所述减压阀末端采用Ф10mm气动管连接至浮子流量计；所述浮子流量计量程为5
‑
100L/min，出口端接Ф10mm金属管连接至电加热丝网处；所述电加热丝网恒温加热温度范围为200至300℃，出口端用Ф10mm金属管连接至混合过渡管处。采用金属铁丝网进行管道加热，能使管道气体受热充分，得到混匀受热的气体。
[0010]优选的，所述气溶胶颗粒生成段包括依次管路连接的空气压缩机、空气过滤器和颗粒发生器；所述颗粒发生器的出口端管路连接至混合过渡管的第二接口。所述空气压缩机出口端用Ф6mm气动管连接至所述空气过滤器处；所述空气过滤器出口端用Ф6mm气动管
连接至所述颗粒发生器处；所述颗粒发生器出口端用Ф6mm金属气管连接至混合过渡管处。
[0011]优选的，所述SOF溶液蒸发段包括盛放烧瓶和恒温油浴锅；所述盛放烧瓶放置于所述恒温油浴锅中，所述盛放烧瓶的开口管路连接所述混合过渡管的第三接口。所述盛放烧瓶开口处用Ф8mm橡胶管连接至混合过渡管处。
[0012]优选的，所述均匀混合捕集段还包括温度监控装置、均匀混合管、保温装置和金属过滤网；所述混合过渡管通过扩散管连接所述均匀混合管的进口端，在所述混合过渡管和所述均匀混合管中均设置有所述温度监控装置；所述均匀混合管外部围设所述保温装置，所述均匀混合管的末端设置所述金属过滤网。所述混合过渡管为Ф20mm金属气管，长度为20cm，末端连接至所述均匀混合管处；所述均匀混合管为Ф40mm金属气管，长度为50cm，末端设置所述金属过滤网；所述金属过滤网由200目、300目、400目和500目不锈钢滤网组成，出口端连接至所述循环冷却装置处。混合过渡管与混合均匀管采用扩散管连接，保证颗粒物不会在混合过程中发生碰撞聚合。
[0013]优选的，所述废物回收段包括管路连接的循环冷却装置和回收瓶；所述循环冷却装置管路连接所述均匀混合管的出口端。
[0014]优选的，所述温度监控装置包括温度监控设备和两组热电偶，所述温度监控设备电连接所述热电偶，两组所述热电偶分别安装至所述混合过渡管与所述均匀混合管的中部；所述保温装置包括保温带和温控器，所述保温带缠绕在所述均匀混合管外围，且电连接所述温控器。在混合过渡管与混合均匀管开孔连接热电偶，用来实时监控温度变化。
[0015]优选的，所述循环冷却装置包括循环玻璃瓶、循环水桶和蠕动泵；蠕动泵的进口端连接至所述循环水桶的出水口，出口端连接至所述循环玻璃瓶外层的进水口，所述循环玻璃瓶外层的出水口连接所述循环水桶的进水口；所述循环玻璃瓶内层的出气口连接至所述回收瓶，内层进气口连接所述均匀混合管的出口端。蠕动泵流量19
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65mL/min，进口端用Ф6mm橡胶管连接至循环水桶，出口端用Ф6mm橡胶管连接至循环玻璃瓶；玻璃瓶出口端用Ф8mm橡胶管连接至回收瓶；所述循环玻璃瓶为双层结构，循环水桶中的水通过蠕动泵泵压至外层中进行循环流动，以冷却内层的模拟碳烟。
[0016]优选的，第二接口与第三接口的径向距离为10cm，第二接口和第三接口均位于所述混合过渡管的前端5cm处，则第一接口与第二接口、第三接口的轴向距离均为5cm。在混合过渡管处，载气来流段和气溶胶颗粒生成段、SOF溶液蒸发段间隔一定距离，颗粒物先进入混合过渡管，保证气流带动颗粒物，从而再带动蒸发的SOF气体。
[0017]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种模拟柴油机颗粒物制备装置，可模拟真实柴油机排气环境，与真实碳烟和溶液中的SOF的附着方式接近，具有一定的准确性；可回收溶液中产生的SOF蒸汽，避免环境污染；结构简单，操作方便，由于有温度监控装置和保温装置，能随时监控和调整制备温度，使混合稳定均匀，从而产生稳定的含SOF的模拟碳烟。本专利技术能够稳定提供一种含SOF的模拟碳烟，降低基础研究的实验成本。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0019]图1附图为本专利技术提供的一种模拟柴油机颗粒物制备装置结构示意图。
[0020]附图中：1
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载气瓶，2
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浮子流量计，3
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电加热丝网，4
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空气压缩机，5
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空气过滤器，6
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颗粒发生器，7
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盛放烧瓶，8
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恒温油浴锅，9
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混合过渡管，10
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温度监控装置，11
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟柴油机颗粒物制备装置，其特征在于，包括：载气来流段、气溶胶颗粒生成段、SOF溶液蒸发段、均匀混合捕集段以及废物回收段；所述载气来流段、所述气溶胶颗粒生成段和所述SOF溶液蒸发段，均连接至均匀混合捕集段首端的混合过渡管；均匀混合捕集段末端连接至所述废物回收段。2.根据权利要求1所述的一种模拟柴油机颗粒物制备装置，其特征在于，所述载气来流段包括载气瓶、减压阀、浮子流量计和电加热丝网；所述减压阀连接在所述载气瓶输出端；所述载气来流段的管路首端连接所述减压阀，管路中段设置所述浮子流量计，管路末端设置所述电加热丝网，管路出口端连接至所述混合过渡管的第一接口。3.根据权利要求1所述的一种模拟柴油机颗粒物制备装置，其特征在于，所述气溶胶颗粒生成段包括依次管路连接的空气压缩机、空气过滤器和颗粒发生器；所述颗粒发生器的出口端管路连接至所述混合过渡管的第二接口。4.根据权利要求1所述的一种模拟柴油机颗粒物制备装置，其特征在于，所述SOF溶液蒸发段包括盛放烧瓶和恒温油浴锅；所述盛放烧瓶放置于所述恒温油浴锅中，所述盛放烧瓶的开口管路连接所述混合过渡管的第三接口。5.根据权利要求1所述的一种模拟柴油机颗粒物制备装置，其特征在于，所述均匀混合捕集段还包括温度监...
【专利技术属性】
技术研发人员：高建兵，黄俊峰，王余枫，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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