Die Reduktion von schädlichen Stickoxiden stellt heutzutage ein zentrales Entwicklungsziel für zahlreiche motorische Anwendungen dar. Um die Einhaltung aktueller und zukünftiger Abgasnormen zu gewährleisten, hat sich die selektive katalytische Reduktion (SCR) etabliert. Das Reduktionsmittel Ammoniak wird in der Regel durch die Einspritzung einer Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) in die heißen Abgase erzeugt. Modelle und Simulationen zur zuverlässigen Vorhersage der Sprayverdunstung von HWL sind folglich wichtige Werkzeuge, um die Herausforderungen bei der Auslegung von SCR-Systemen zu bewältigen. Allerdings ist das Verdunstungsverhalten von HWL nach heutigem Stand der Forschung weder vollständig verstanden, noch liegen geeignete Validierungsdaten zur Beurteilung der relevanten Modelle vor.
An diesem Punkt knüpft die vorliegende Arbeit an. Es wird eine experimentelle Methodik entwickelt, die es ermöglicht, die Sprayverdunstung bei erhöhten Druck- und Temperaturbedingungen von bis zu 6 bar und 600°C zu untersuchen. Auf diese Weise kann die Einspritzung von HWL sowohl stromab als auch stromauf der Turbine eines Turboladers beurteilt werden. Die Weiterentwicklung einer optischen Messtechnik erlaubt die Charakterisierung von Tropfen mit einem Durchmesser von gerade einmal 4 µm und einer Geschwindigkeit von bis zu 250 m/s. Die experimentellen Ergebnisse können als Datenbasis für die Validierung numerischer Vorhersagen dienen und damit die Auslegung zukünftiger SCR-Systeme unterstützen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die Reduktion von schädlichen Stickoxiden stellt heutzutage ein zentrales Entwicklungsziel für zahlreiche motorische Anwendungen dar. Um die Einhaltung aktueller und zukünftiger Abgasnormen zu gewährleisten, hat sich die selektive katalytische Reduktion (SCR) etabliert. Das Reduktionsmittel Ammoniak wird in der Regel durch die Einspritzung einer Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) in die heißen Abgase erzeugt. Modelle und Simulationen zur zuverlässigen Vorhersage der Sprayverdunstung von HWL sind folglich wichtige Werkzeuge, um die Herausforderungen bei der Auslegung von SCR-Systemen zu bewältigen. Allerdings ist das Verdunstungsverhalten von HWL nach heutigem Stand der Forschung weder vollständig verstanden, noch liegen geeignete Validierungsdaten zur Beurteilung der relevanten Modelle vor.
An diesem Punkt knüpft die vorliegende Arbeit an. Es wird eine experimentelle Methodik entwickelt, die es ermöglicht, die Sprayverdunstung bei erhöhten Druck- und Temperaturbedingungen von bis zu 6 bar und 600°C zu untersuchen. Auf diese Weise kann die Einspritzung von HWL sowohl stromab als auch stromauf der Turbine eines Turboladers beurteilt werden. Die Weiterentwicklung einer optischen Messtechnik erlaubt die Charakterisierung von Tropfen mit einem Durchmesser von gerade einmal 4 µm und einer Geschwindigkeit von bis zu 250 m/s. Die experimentellen Ergebnisse können als Datenbasis für die Validierung numerischer Vorhersagen dienen und damit die Auslegung zukünftiger SCR-Systeme unterstützen.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-04-01
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Johannes Ernst erklärt durch eine Validierung der Strahlimpulsmesstechnik anhand von Parameterstudien, Vergleichen mit alternativen Messtechniken und Simulationen die auftretenden Phänomene und formuliert geeignete Maßnahmen zur Eliminierung bzw. Kompensation der Effekte, die eine Messung beeinflussen. Obwohl das Messprinzip zur Strahlimpulsanalyse trivial erscheint, zeigen sich bei früheren Auswertungen von Messwerten unerwartete Phänomene, die die Interpretation der Daten erschweren. Die Optimierungsansätze ermöglichen nun in der Anwendung eine deutliche Verbesserung der Qualität der Strahlimpulsmesswerte.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Johannes Ernst erklärt durch eine Validierung der Strahlimpulsmesstechnik anhand von Parameterstudien, Vergleichen mit alternativen Messtechniken und Simulationen die auftretenden Phänomene und formuliert geeignete Maßnahmen zur Eliminierung bzw. Kompensation der Effekte, die eine Messung beeinflussen. Obwohl das Messprinzip zur Strahlimpulsanalyse trivial erscheint, zeigen sich bei früheren Auswertungen von Messwerten unerwartete Phänomene, die die Interpretation der Daten erschweren. Die Optimierungsansätze ermöglichen nun in der Anwendung eine deutliche Verbesserung der Qualität der Strahlimpulsmesswerte.
Aktualisiert: 2023-04-04
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