Совершенствование физико-механических свойств пористых проницаемых СВС-материалов, используемых для фильтрации отработавших газов двигателей

• Автор: Павлов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Состояние проблемы. Цели и задачи исследования

1.1 Классификация фильтрующих материалов и их анализ

1.2 Виды материалов, используемых для фильтрации отработавших газов дизелей

1.3 Физико-химические процессы в системах очистки отработавших газов с СВС-калитическими фильтрами

1.4 Выбор и общие положения технологии СВС

1.5 Технология получения СВС-материалов

1.6 Постановка задач исследования

Глава 2 Методическое обеспечение определения характеристик и

свойств каталитических СВС-материалов

2.1 Гранулометрический состав и характеристики исходных компонентов
2.2 Программа исследований пористых проницаемых СВС-каталитичеких материалов
2.3 Изучение структуры и физико-химических характеристик пористых проницаемых СВС-материалов
2.2.1 .Определение проницаемости пористого СВС-каталитического 3 материала
2.3.2 Определение размеров и извилистости пор в проницаемом СВС -каталитическом материале
2.3.3 Методика определения долей тупиковых, закрытых и открытых сквозных пор в пористом СВС - материале
2.3.4 Определение фильтрующих свойств пористых СВС-материалов
2.4 Выводы по главе
Глава 3 Определение физико-механических характеристик пористого
проницаемого СВС-материала и их влияние на качество очистки
3.1 Определение ударной вязкости СВС-материалов
3.2 Испытания СВС материалов на сжатие
3.3 Разработка состава шихты для получения пористого проницаемого материала
3.4 Извилистость пор в пористых проницаемых СВС-материалах
3.5 Выводы по главе
Глава 4 Поведение СВС-материалов при очистке газов
4.1 Результаты экспериментальной оценки процессов дезактивации и регенерации каталитических блоков
4.2 Результаты изучения влияния среднего диаметра пор каталитических блоков на процессы дезактивации
4.3 Результаты определения влияния толщины стенок блоков из СВС-каталитических материалов на дезактивацию нейтрализаторов
4.4 Результаты испытаний по дезактивации каталитических блоков нейтрализаторов в зависимости от площади закрытия пор
4. 5 Результаты регенерации каталитических блоков обработкой парами специальных растворов
4.6 Измерение электрического сопротивления каталитических блоков из СВС-материалов
4.7 Выводы по главе
Глава 5 Практическое применение разработанных СВС-материалов в
устройствах для очистки отработавших газов
5.1 Разработка устройства каталитического нейтрализатора с пористыми проницаемыми СВС-блоками
5.2 Операции технологического процесса получения цилиндрических СВС-фильтров
5.3 Выводы по главе
Выводы по диссертации
Список литературы

Введение
Актуальность темы. Научно-технический прогресс в очистке газовых аэрозолей от вредных веществ и твердых частиц заключается в применении новых более современных материалов и применении высоких технологий для их получения.
Отечественными школами ученых, возглавляемыми А. Г. Мержановым, В. И. Итиным, В. В. Евстигнеевым и др. разработана технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) для получения пористых проницаемых материалов, на базе которых появилась возможность изготовления по энергосберегающей безотходной технологии фильтрующих и каталитических материалов, представляющих интерес для машиностроения, а именно для автомобиле- и тракторостроения. Новые материалы открывают возможности их использования в устройствах для очистки отработавших газов. В автомобиле- и тракторостроении эти материалы используются в каталитических нейтрализаторах и сажевых фильтрах.
Дальнейшее развитие систем очистки газов с использованием СВС-материалов сдерживается тем, что окончательно не изучены их физикомеханические свойства в зависимости от химического и гранулометрического состава исходных порошковых компонентов.
Существующие методики определения физико-механических свойств пористых материалов не учитывают специфику структур СВС-материалов и их анизотропность. Требуется разработка СВС-материалов, применяемых в качестве фильтров для очистки отработавших газов двигателей. Поэтому настоящая работа, направленная на определение прочностных и фильтрующих свойств пористых СВС-материалов в зависимости от структуры и состава шихты, является актуальной.
Цель работы - совершенствование физико-механических свойств СВС-материалов, предназначенных для очистки газов машиностроительных производств и транспорта за счет выбора состава шихты.

Сог = Р(к/(к-1))Р1р1((Р1/Р, Г -(Р2Р, )М)'к) КГ/С, (2.7)
При небольших местных перепадах давлений ДР=РГР2 можно не учитывать расширение потока. Тогда:
а + Рр, = 0)/2+ Р2/р2 , (2.8)
В нашем случае Р1=Р2=р и уравнение неразрывности потока имеет
вид:
1 ‘ ®1 ~ 2 С02 = 8 Б0 ©2 7 (2.9)
Совместное решение приведенных уравнений дает:
Ю2=фА), м/с, (2.10)
Оог =цР0хю2р = рРоЛ/2рхАР кг/с, (2.11)
Из уравнения секундного расхода отработавших газов (без учета расширения) скорость определяется:
®2 =Сог/(рРоР) = 40ог/(тсс12рр), м/с, (2.12)
Безразмерный критерий Рейнольдса, характеризующий режим движения потока, определяется:
К=1,27(0ог/(ц<1ру)), (2.13)
Данные по расходу воздуха, полученные с помощью устройства, изображенного на рисунке 2.5, сравнивались с данными по расходу воздуха установленного двигателя в зависимости от оборотов коленчатого вала. Эти данные получились близкими по значению. Погрешность измерений находилась в пределе 5... 10 %.