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汽车发动机原理

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试论述微粒捕集器的过滤机理。

正确答案: 1)扩散机理:在排气气流中,微粒由于受到气体分子热运动的碰撞而做布朗运动,使微粒的运动轨迹与流体的流线不一致。初始排气中的微粒浓度分布是均匀的,布朗运动不会引起微粒的宏观运输,即微粒浓度分布的均匀性不会发生改变。但是,当流场中出现捕集物后,捕集物对微粒的运动起到了汇的作用,从而造成了排气中微粒分布的浓度梯度,引起微粒的扩散输运,使微粒脱离原来的运动轨迹向捕集物运动而被捕集。
2)拦截机理:微粒半径大于或等于过滤微孔直径时,微粒就被拦截捕集
3)惯性碰撞机理:当气流流入微孔内时,气流收缩导致流线弯曲,由于微粒的质量是气流微团的几十倍甚至上百倍,当气流转折时,微粒仍有足够的动量按原运动方向继续对着捕集物前进而偏离流线,偏离的结果使一些微粒碰撞到捕集物而被捕集分离
4)综合过滤机理:如果扩散、拦截和惯性碰撞三种机理同时作用,理论上存在透过性最大的微粒直径,若微粒小于这个直径,扩散作用占主导,总的捕集效率随直径的减小而增加;若微粒大于这个直径,拦截和惯性拦截作用占主导,总的捕集效率随直径的增大而增加。
答案解析:
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