Visualization and Analysis of Droplet Behaviors for Performance Improvement in Exhaust Gas Aftertreatment Systems

液滴行为的可视化和分析可提高废气后处理系统的性能

• 批准号: 21J15255
• 负责人: 杉山 直輝
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J15255/
• 关键词: 排ガス後処理システム; 設計; 可視化; 混相流; PIV解析; PIV-DDM; 乱流; 噴霧; 微細構造

今年度は昨年製作した昇温可能な尿素SCR用可視化実験装置を用いて，数値解析を用いた尿素水挙動を予測するために適用される速度分布を取得した．実験時の管内ガス温度は尿素析出が生じる150℃，200℃とした．その時のガス流れを可視化するために，ナイロン粒子をトレーサー粒子として使用し，PIV解析によりガス流の速度分布を取得した．次に，尿素水の噴霧挙動を可視化するため尿素水自体をトレーサー粒子とし，こちらもPIV解析により速度分布を取得した．その結果，ガス流はガス温度から計算した理論値と同様の速度を示し，管内の速度勾配も乱流の傾向を示した．また，その速度分布と尿素水の速度分布を比較すると，管下方にて尿素水の大幅な速度低下が生じていることがわかった．これは管壁への衝突により尿素水の蒸気化する昇温による影響が表れているものと考えられ，これによりガス流への追従性が著しく低下する粒径まで微粒化されたのではないかと考えた．今後，これらの速度分布をPIV-DDMとして尿素水挙動の予測に適用することで，低コスト・短時間で計算可能なリダクションモデルの開発が期待できる．

Our は yesterday in making し た heating may be using visual な urea SCR be を 験 device with い て, the numerical analytical を with い た urea water dynamic を 挙 be す る た め に applicable さ れ る velocity distribution を obtain し た. During the experiment, the ガス temperature inside the <s:1> tube ガス urea precipitation が generation じる150℃, 200℃と た た. When そ の の ガ ス flow れ を visualization す る た め に, ナ イ ロ ン particle を ト レ ー サ ー particle と し て use し, PIV parsing に よ り ガ の ス flow velocity distribution を obtain し た. の に, urea water spray 挙 dynamic を visualization す る た め urea water autologous を ト レ ー サ ー particle と し, こ ち ら も PIV parsing に よ り velocity distribution を obtain し た. そ の results, ガ ス flow は ガ ス temperature か ら computing し た theory numerical と with others の speed を し, tube の speed hook with も turbulence の tendency を shown し た. ま た, そ の velocity distribution と urea water to の velocity distribution を す る と, tube below に て urea water の な significantly low speed が raw じ て い る こ と が わ か っ た. こ れ は wall へ の conflict に よ り urea water steaming の 気 change す る warming に よ る が table れ て い る も の と exam え ら れ, こ れ に よ り ガ ス flow へ の chase 従 sex が the し く low す ま る particle size さ で particulates れ た の で は な い か と exam え た. Velocity distribution in the future, こ れ ら の を PIV - DDM と し て urea water dynamic の 挙 に applicable to test す る こ と で, low コ ス ト · で calculation may be short time な リ ダ ク シ ョ ン モ デ ル の open 発 が expect で き る.

项目成果

Observation / PIV-DDM Analysis of Spray and Liquid Film Behaviors in Visualized Pipe for Urea-SCR dosing system: Confirmation of Physical Phenomena without Thermal Evaporation

尿素 SCR 计量系统可视化管道中喷雾和液膜行为的观察/PIV-DDM 分析：确认无热蒸发的物理现象

• 发表时间: 2022
• 作者: 小関 俊祐;伊藤 大輔;杉山 智風;小川 祐子;木下 奈緒子;小野 はるか;栁井 優子;鈴木 伸一;Naoki Sugiyama
• 通讯作者: Naoki Sugiyama

Validation of the Removal Method by Visualization of Liquid Film Behavior

通过液膜行为可视化验证去除方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 小関 俊祐;伊藤 大輔;杉山 智風;小川 祐子;木下 奈緒子;小野 はるか;栁井 優子;鈴木 伸一;Naoki Sugiyama;Naoki Sugiyama
• 通讯作者: Naoki Sugiyama