An integrated modeling approach to investigate performance of selective catalyst reduction
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: İSMAİL HAKKI SAVCI
Danışman: MEHMET ZAFER GÜL
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dizel emisyon gazları partikül, karbon monoxide, NOx içeren çok sağlığa zararlı gazlardır. lBu çalışmanın amacı seçici indigeyici katalist sistemler icin birbiriyle entegre ve çok boyutlu bir modelleme geliştirebilmektir. Bu modelleme tekniği ile katalistlerde yüksek NOx çevrim verimi için gerekli emisyon tahminlerini yapabilecektir. Emisyon tahminin doğruluğunu arttırmak için egzoz sistemindeki 3 boyutlu bütün fiziksel etkiler detaylı bir çalışma ile modellenmiştir. Araştırmacılar farklı üre seçici indirgeyici katalist modellemeleri geliştirmektedir ancak modeller deposit oluşmasının emisyon üzerindeki etkilerini modelleyememektedir. Tezde emisyon taminleri 3 boyutlu sayısal çalışmaları sonucunda secici indirgeyici katalistlerindeki NH3 dağılımlarının bulunması ve üre-kristallerinin birikmesinin sıcaklık ve debiye bağlı haritalaştırılması sayesinde doğru olarak yapılamabilmektedir. Bu sayede daha gelişmiş üre kontrol stratejileri denenebilmekte, seçici indirgeyici katalist boyutlandırmaları ve kimyasal yükleme optimizasyon çalışmaları yapılırken egzoz sistem tasarımları iyileştirilebilmektedir. Seçiçi İndirgeyici Katalist modellemeleri çok sayıda fiziksel modelleme gerektiren karmaşık bir modeleme tekniğidir. Bu modelleme püskürtme, kimyasal modelleme, katı-sıvı arasındaki ısı transferi ve deposit modellemesi içermektedir. Bu fazla sayıda modelleme yaklaşımlarının farklı çalışmalar ile doğrulanması yapılmıştır. Literaturde bulunan temel çalışmalar ile kullandığımız modelleme teknikleri karşılaştırmaları yapılmıştır. Bu sayede geliştirilen modeller gerçek egzoz sisteminin modellenmesinde kullanılmış ve PIV sistemi ile akış ve parçacık doğrulanmaları yapılmıştır.Kurulmuş olan akışkanlar mekaniği laboratuvarımızdan egzoz sisteminin değişik yerlerini termo eleman, basınç ve NOx sensorleri monte edilerek alınan datalar ile sayısal modeli iyileştirilmiştir. Akışkanlar mekaniği laboratuvarı motordan çıkan sıcaklık, hava, NOx debisi simule edilen ECU ile birlikte çalışan, kontrollu test yapmamızı sağlayan bir laboratuvardır. Üre kristallerin modellemesi karmaşık olduğundan sadece sayısal modelleme teknikleri ile ürenin sistemde birikmesi ve yapısının ne olduğunu tahmin etmek mümkün değildir. Sayısal modellemesi ile sadece ürenin nerede birikebileceği tahmini yapılabilmektedir. Gerçek egzoz sistemine üre injektörünün bulunduğu yerden endoscope ile alınan görüntülerden görüntü işleme teknikleri ile ürenin ne kadar biriktiğinin tahmini yapılabilmektedir. Bu datadan daha sonra üre kristallerinin birikme haritası çıkarılabilmektedir. Üre kristalleri akışkanlar mekaniği laboratuvarında endoscope, quartz camlar ve sayısal ile detaylı incelendikten sonra oluşturulan harita ile 1 boyutlu emisyon modeline verilecek olan datalar düzeltilerek verilmektedir. 1 boyutlu emisyon modeli sayısal gelen düzgün olmayan NH3 dağılımları ve ile emisyon sonuçlarını bulabilmektedir. Bu sonuçlar motordan gelen emisyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır.