[发明专利]微粒过滤器控制系统

权利要求书

1.一种微粒过滤器控制系统，其特征是：包括气体扩散模块、过滤器过滤模块、过滤器载体气体浓度变化计算模块、过滤器载体气体浓度计算模块、排气气体浓度计算模块、以及过滤器微粒物负荷计算模块；

所述气体扩散模块用于计算排气穿越过滤器载体时，气体成分及微粒物扩散到排气与过滤器载体接触表面上的摩尔浓度变化速率M；

所述过滤器过滤模块用于计算过滤器捕集的微粒物的质量变化速率F；

所述过滤器载体气体浓度变化计算模块用于计算在载体与排气接触表面由于化学反应引起的过滤器载体气体成分摩尔浓度变化速率R；

所述排气气体浓度计算模块用于计算排气中各种气体成分的摩尔浓度值G；

所述过滤器载体气体浓度计算模块用于计算在排气与过滤器载体接触表面各气体成分的摩尔浓度值S；

所述过滤器微粒物负荷计算模块用于计算过滤器捕集的微粒物质量L；

所述气体扩散模块计算排气穿越过滤器载体时，气体成分及微粒物扩散到排气与过滤器载体接触表面上的摩尔浓度变化速率M，具体方法是：

排气中气体的摩尔浓度值G减去排气与过滤器载体接触表面各种气体成分的摩尔浓度值S，乘以排气与载体接触的表面积与载体体积的比值G_a，最后乘以质量传播系数K_m；

所述过滤器微粒物负荷计算模块用于计算过滤器捕集的微粒物质量L，具体方法是：

将每片过滤器载体微粒物摩尔浓度值乘以微粒物的摩尔质量得到每片过滤器载体上的微粒物质量，将每片过滤器上微粒物质量相加得到整个过滤器捕集的微粒物质量L；

所述过滤器过滤模块计算过滤器捕集的微粒物的质量变化速率F，具体方法是：

由上一个计算循环计算出的微粒物加载质量查过滤效率表，得到过滤器的过滤效率；微粒物的质量流率乘以过滤器的过滤效率得出过滤器捕集的微粒物质量变化速率F；

所述过滤器载体气体浓度变化计算模块计算在载体与排气接触表面由于化学反应引起的过滤器载体气体成分摩尔浓度变化速率R，具体方法是：

过滤器载体气体成分摩尔浓度变化速率R等于排气中气体成分化学反应速率乘以按照化学当量比反应时排气中各种物质摩尔浓度变化的比例值R_M；

所述排气气体浓度计算模块计算排气中各种气体成分的摩尔浓度值G，具体方法是：

在微粒过滤器控制系统中，将过滤器模型分成n片，前一片过滤器后的排气成分摩尔流率等于后一片过滤器前的排气成分摩尔流率，每一片过滤器后的排气成分摩尔流率等于该片过滤器前的排气成分摩尔流率减去由于扩散作用扩散到第该片过滤器载体的气体摩尔流率；每一片过滤器中各种气体成分的摩尔浓度值G等于每片过滤器后排气成分摩尔流率除以该片排气体积流率；

所述过滤器载体气体浓度计算模块计算在排气与过滤器载体接触表面各气体成分的摩尔浓度值S，具体方法是：

将所述M值、F值和R值相加得到单位时间内过滤器载体气体摩尔浓度值，乘以修正系数K，得到单位体积过滤器上的气体摩尔浓度变化速率，再经过时间积分得到排气与过滤器载体接触表面各气体成分的摩尔浓度值S，

排气与过滤器载体接触表面各气体成分的摩尔浓度值S中包括微粒物摩尔浓度值。

2.如权利要求1所述的微粒过滤器控制系统，其特征是：所述质量传播系数K_m由排气压力、排气温度、以及过滤器半径查3维表得到。

3.如权利要求1所述的微粒过滤器控制系统，其特征是：反应速率的计算：所述化学反应速率通过反应物浓度值查反应速率与反应物浓度表得到表征反应速率的基本值，再通过反应时的温度值查修正系数与温度表得到修正系数，反应速率基本值乘以修正系数得到化学反应的反应速率。