柴油機廢氣再循環冷卻器積垢性質和微結構的基礎研究

柴油機廢氣再循環冷卻器積垢性質和微結構的基礎研究

本研究的目的在于探索柴油機廢氣再循環冷卻器積垢問題的產生機制和發生條件，并在試驗中進行了驗證。設計并制造了試驗設備，其裝有可更換的冷卻管用以代替全尺寸熱交換器。將冷卻管置于柴油機廢氣中，通過改變不同的參數如溫度、流速、HC水平和壁面形狀，研究不同廢氣狀況對冷卻管熱效率和積垢質量的影響。試驗利用中型柴油機產生所需的廢氣，并使用超低硫柴油和生物柴油的混合油料。冷卻管長時間暴露在廢氣中時，燃料類型和HC含量對積垢率并沒有顯著的影響。試驗評估了冷卻管壁面的積垢，以確定上述影響因素對積垢增長的作用。

此外，使用光學和電子顯微鏡對積垢層進行了微結構分析，觀察了微粒的形狀和密度，以更好地了解積垢的產生機制。試驗結果驗證了熱泳積垢層的形成和積垢表面與廢氣微粒間的范德華引力。

試驗表明，可能存在兩類HC的積垢機制。HC可能在微粒形成之前凝結在壁面，這樣會促使微粒粘結在壁面上。當微粒沉淀時，HC可能會吸附到微粒上。壁面溫度越低，越多的HC就會被積垢吸附。HC在積垢中形成并逐漸擴散，當低于臨界溫度時就會凝結在微粒和壁面上。

刊名：Heat Transfer Engineering（英）

刊期：2013年第34期

作者：John M.E.Storey

編譯：劉超