haku: @keyword SCR / yhteensä: 14
viite: 3 / 14
| Tekijä: | Kaikkonen, Johannes |
| Työn nimi: | Optical flow field measurements of urea-water spray |
| Urea-vesi-liuossuihkun optiset virtausmittaukset | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2012 |
| Sivut: | 79 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Sovelletun mekaniikan laitos |
| Oppiaine: | Polttomoottoritekniikka (Kul-14) |
| Valvoja: | Larmi, Martti |
| Ohjaaja: | Sarjovaara, Teemu |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 9837 | Arkisto |
| Avainsanat: | selective catalytic reduction particle image velocimetry urea-water solution velocity distribution urea-vesi-liuos nopeusjakauma SCR PIV |
| Tiivistelmä (fin): | Viranomaismääräykset ovat rajoittaneet polttomoottorien päästöjä viime vuosina. Uusia päästövähennyskeinoja on kehitetty määräysten täyttämiseksi. Valikoivaa typen oksidien katalyyttista pelkistämistä (Selective Catalytic Reduction, SCR) on tutkittu numeerisesti ja kokeellisesti. Tyypillisesti on käsitelty urean muuntumista ammoniakiksi ja ammoniakkipitoisuutta liuoksen ruiskuttamisen jälkeen. Erilaisia liuossekoittimia on myös kokeiltuja mallinnettu. Optisia virtausmittauksia ei ole tehty. Tässä työssä mitataan ruiskutetun urea-vesiliuoksen ja veden nopeutta kuvaamalla kaasuvirtausta lasiputkessa. Nopeusjakaumat määritetään kolmessa lasiputken kohdassa. Nopeusjakaumista nähtiin, että kaasun massavirran nostaminen kasvattaa virtausnopeutta enemmän kuin virtauksen lämpötilan nostaminen. Urea-vesiliuoksen ja veden nopeusjakaumissa ei havaittu merkittäviä eroja. Aineiden pisaroiden havaittiin käyttäytyvän virtauksessa samoin, ja urea-vesiliuosta voidaan mallintaa vedellä. Aineet eivät välttämättä höyrysty samalla tavalla. Virtausnopeus oli suurempi lasiputken alussa kuin lopuissa mittapisteissä. Nopeus tasaantui lasiputken alun jälkeen. Suurempi nopeus aiheutui sekoittimen sisäisestä geometriasta. Pisaroiden todettiin kulkevan kaasuvirtauksen mukana. Höyrystymistä ei havaittu, kun liuossekoitin ei pyörteyttänyt kaasuvirtausta. Jos sekoitin pyörteytti kaasuvirtauksen, höyrystyminen näkyi tuloksissa. Numeerisissa laskelmissa oli todettu aiemmin, että pyörteyttävällä sekoittimella liuos höyrystyy selvästi paremmin kuin pyörteyttämättömällä. Tämän työn kokeelliset mittaukset tukivat aiempaa laskelmaa. Suihku höyrystyi, kun kaasuvirtausta pyörteytettiin ennen mittaushetkeä. |
| Tiivistelmä (eng): | Authorities have restricted the emissions of internal combustion engines in the past years. Thus, new means of decreasing harmful emissions have been developed. Selective Catalytic Reduction (SCR) method has been investigated experimentally and numerically. Previous studies have addressed the conversion from urea-water solution to ammonium and ammonium concentration after injecting the solution. Different mixer configurations have also been studied both numerically and experimentally. However, optical measurements of the solution spray have not been performed. The purpose of this thesis is to find the flow velocity field of urea-water solution spray. In this study, urea-water solution will be sprayed into gas flow. The velocity field of the mixture will be measured optically through a glass tube by using the Particle Image Velocimetry (PIV) method. Additionally, water sprays will be measured to compare the velocity profiles of the substances. The velocity profiles will be derived for both substances at three locations along the glass tube. The third velocity component of urea-water solution droplets will be measured with stereoscopic PIV along the cross-section of the glass tube. The velocity profiles showed that raising the exhaust mass flow rate increases the droplet velocity more than raising the flow temperature. No significant differences could be determined between urea-water solution and water. The substances could be considered the same for simulation purposes if urea-water solution was simulated by water. The substances may not vaporise similarly. Droplets travelled faster at the inlet of the glass tube than at the other measurement locations. Droplet velocities stabilised after the inlet. The internal geometry of the solution mixer caused the higher velocities at the inlet. Droplets followed the gas flow. Solution vaporisation was not noticed with the mixer without a swirl baffle. Previous numerical studies showed that the solution should vaporise adequately in a swirling mixer. The solution vaporised in this experiment when a swirling mixer was joined to the pipeline, supporting the numerical studies. |
| ED: | 2012-12-05 |
INSSI tietueen numero: 45684
+ lisää koriin
INSSI