Abstract | Keywords | Export | Availability | Bookmark

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Steeds strengere emissiewetgeving voor voertuigen maakt de voorkatalysator tot een geïntegreerd deel van de uitlaatcollector van verbrandingsmotoren. Stromingsuniformiteit in de katalysator is moeilijk te bekomen, maar cruciaal voor een optimale katalysatorwerking met het oog op maximaal omzettingsrendement, minimale drukval en het vermijden van lokale degradatie. Deze thesis ontwikkelde een experimentele methodologie voor het bekomen van tijdsafhankelijke bidirectionele snelheidsverdelingen met hoge resolutie in ruimte en tijd, geschikt voor de validatie van computational fluid dynamics. De ontwikkelde stromingsopstelling met opgeladen aangedreven motor genereert in het uitlaatsysteem een pulserende stroming, gelijkaardig aan een werkende motor, maar bij omgevingstemperatuur. De stroming is geanalyseerd wat betreft gelijkvormigheid met werkende motorcondities. Een oscillerende hittedraad anemometer is ontwikkeld om lokale ogenblikkelijke bidirectionele snelheid te meten. Deze is gekalibreerd en toegepast om terugstroming te meten in een uitlaatcollector met voorkatalysator. De geldigheid van het additieprincipe is statistisch ondersteund in relatie tot het dimensieloze scavenging getal S . Een kritische waarde Scrit bepaalt de geldigheidsgrens van het additieprincipe, en kan geïnterpreteerd worden als een collectorefficiëntie met betrekking tot stromingsuniformiteit in de katalysator. De stromingsdynamica in de uitlaatcollector is experimenteel onderzocht, aan de hand van tijdsafhankelijke snelheidsverdelingen in de volledige katalysatordoorsnede. De katalysator is onderhevig aan sterke periodieke terugstroming en snelheidsfluctuaties, ten gevolge van gasdynamische resonanties. Een gasdynamisch ééndimensionaal model van het uitlaatsysteem is gevalideerd, en voorspelt de stroming buiten het werkingsgebied van de experimentele opstelling. De experimenteel waargenomen gasdynamische resonanties zijn verklaard door numeriek bepaalde transfer functies. Increasingly stringent vehicle emissions legislation leads to the integration of the close-coupled catalyst into the automotive exhaust manifold. Obtaining a uniform catalyst velocity distribution is not straightforward, yet remains crucial for optimal catalyst operation, in terms of maximizing pollutant conversion efficiency, minimizing pressure loss and avoiding local catalyst degradation. This thesis has developed an experimental methodology to obtain time-resolved bidirectional velocity distributions with high spatial and temporal resolution, suitable for validation of computational fluid dynamics. The charged motored engine flow rig is developed, which generates pulsating flow in the exhaust system, similar to fired engine operation yet at ambient temperature. The setup is analyzed in terms of flow similarity with fired engine conditions. A novel oscillating hot-wire anemometer is developed to measure local instantaneous bidirectional velocity, and has been successfully applied to measure flow reversal in a close-coupled catalyst manifold. The validity of the addition principle has been statistically established, in terms of the dimensionless scavenging number S . A critical value Scrit marks the validity limit of the addition principle, and may be interpreted as the collector efficiency in terms of catalyst flow uniformity. The highly transient flow dynamics in the close-coupled catalyst manifold are studied experimentally, based on time-resolved full catalyst cross-section velocity distributions, revealing extensive periodic flow reversal and strong resonance fluctuations. A one-dimensional gas dynamic model of the exhaust system has been validated and used to predict the flow dynamics outside the scope of the experimental setup. Numerically determined frequency response functions facilitate the understanding of the observed gas dynamic resonance phenomena. Binnen het kader van een groeiend milieubewustzijn gelden in Europa sinds de jaren 1990 wettelijke beperkingen op de schadelijke uitstoot van voertuigen met inwendige verbrandingsmotor. De emissienormen zijn ondertussen steeds strenger geworden, wat een revolutie heeft veroorzaakt in de constructie en regeling van verbrandingsmotoren. Mede dankzij katalysatoren is de schadelijke uitstoot nu slechts een fractie van vijftien jaar geleden. Deze thesis onderzoekt de complexe stroming in de voorkatalysator, die vlakbij de motor wordt gemonteerd om snel op bedrijfstemperatuur te komen. Het onderzoek gebruikt geavanceerde experimentele technieken voor de bepaling van de ogenblikkelijke snelheidsverdeling in de katalysator, in werkelijke motorcondities. In deze sterk pulserende stroming van heet, corrosief uitlaatgas, is het een hele uitdaging om de optimale werking en een maximale levensduur van de katalysator te garanderen.

621.43 <043> --- Academic collection --- 621 <043> --- 536 <043> --- 536 <043> Heat. Thermodynamics--Dissertaties --- Heat. Thermodynamics--Dissertaties --- 621 <043> Mechanical engineering in general. Nuclear technology. Electrical engineering. Machinery--Dissertaties --- Mechanical engineering in general. Nuclear technology. Electrical engineering. Machinery--Dissertaties --- 621.43 <043> Internal combustion engines. Explosive combustion engines--Dissertaties --- Internal combustion engines. Explosive combustion engines--Dissertaties --- Theses