thesis

Numerička analiza stvaranja filma tekućine na stijenci za primjenu u selektivnoj katalitičkoj redukciji

Abstract

Selektivna katalitička redukcija bazirana na vodenoj otopini uree je trenutno najperspektivnija metoda za ispunjavanje strogih zahtjeva nadolazeće Euro 6 norme na NOx emisije iz diesel motora. Nakon što se vodena otopina uree u obliku spreja ubrizga u struju vrućih dimnih plinova prije katalizatora, dolazi do isparavanja vode iz otopine i stvaranja amonijaka termalnom dekompozicijom uree i hidrolizom izocijanske kiseline. Nastali amonijak sudjeluje u različitim de\NOx reakcijama kao reducirajuće sredstvo. Rezultirajuća prostorna raspodjela amonijaka prije katalizatora je ključni faktor učinkovite konverzije NOx-a. Na nju, uz procese isparavanja i dekompozicije, također utječe i interakcija spreja i stijenke. Stoga je zadatak ovog diplomskog rada istraživanje interakcije spreja s vrućom zračnom strujom i stijenkom uz pomoć numeričke simulacije i validacija matematičkih modela integriranih u komercijalni CFD kod „Fire“. Izvršena je detaljna trodimenzionalna numerička simulacija s ciljem predviđanja nastajanja i raspodjele amonijaka. Kapljice vodene otopine uree su su praćene Lagrangeovim pristupom u kojem se jednadžbe gibanja, očuvanja mase i energije rješavaju za skupine kapljica identičnih svojstava. Deponiranje kapljica dovodi do stvaranja filma na stijenci koji je modeliran dvodimenzionalnom metodom kontrolnih volumena unutar Fire wallfilm modula. U cilju procjene utjecaja različitih parametara potrebna su dobro poznata svojstva spreja kao početni uvjeti za CFD simulaciju. Kako se modeliranje primarnog raspadanja mlaza još uvijek istražuje, prvi korak je kalibracija spreja. Pojedini koraci kalibracije verificirani su snimkama digitalne CCD kamere, mjerenjima s tzv. patternator-om i metodama raspršivanja laserske svjetlosti. Nakon kalibracije spreja istraženi su interakcija spreja i stijenke te formiranje filma na stijenci u geometriji pravokutnog kanala. Dobiveni rezultati uspoređeni su s dostupnim eksperimentalnim podacima

    Similar works