目前,国内由颗粒物消光作用引起的灰霾污染仍然呈现范围广,强度高,持续时间长的发展态势,而大气中柴油车尾气排放的颗粒物占了很大的比例。相对于原有尾气处理方式,笔者设想将成本低、适用性能好、结构简单等优势的旋风除尘器应用在柴油车现有的除尘系统中。本文的研究内容如下:(1)提出了柴油车尾气除尘的新方法:设计一种能够水平安装在柴油车底盘处,且对柴油车尾气具有明显的除尘效能的新型旋风除尘器,并利用仿真软件验证了该新除尘方法的可行性。(2)优化了新型除尘器的入口倾斜角。通过对新型除尘器内的流场,进行系列仿真分析得出:入口倾斜角30°左右时其对尾气的除尘效率相对较高。(3)提出了一种新型测量方法(自然旋风长度法)对除尘器的效率进行间接测量,并用此方法分析了新型除尘器在不同入口气流速度下,不同入口倾斜角与除尘效率之间的关系,结果表明:随着入口倾斜角变化,不同入口风速下最佳除尘效率对应的入口倾斜角在20°~30°范围内;当入口风速逐渐减小时,最佳除尘效率对应的最佳入口倾斜角呈减小趋势。(4)提出了这类除尘器新的排尘方法——裂缝法。在不影响气流运行状态下,在除尘器的锥体段上增加一定尺寸大小的轴向凸起裂缝,来达到除尘的目的。通过对裂缝凸起研究表明:当凸起高度为2mm时,除尘器内自然旋风长度最长,此时气流运行最好,除尘效率最优。(5)采用裂缝排尘法,分析了在不同颗粒物的粒径下,不同入口倾斜角与除尘效率之间的关系,结果表明:当颗粒物粒径相同时,随着倾斜角的增大,除尘器的除尘效率先缓慢增大后急剧减小,在30°时除尘效率最高;在相同入口倾斜角时,颗粒物粒径越大,除尘器的除尘效率越高。(6)建立旋风除尘器经典的数学模型,并将数值计算的结果与仿真分析结果进行对比,结果表明:仿真结果相对数值计算结果,其误差小于10%,从而以间接数据验证了利用软件仿真所得到结果的可信性。