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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

基本信息

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

项目摘要

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．

This year's production of temperature rise can be used to visualize the use of SCR device, numerical analysis, application of urea water movement prediction, application of speed distribution When the temperature inside the tube is 150℃, 200℃, urea precipitation occurs. The velocity distribution of the flow is obtained by PIV analysis. The second is to visualize the movement of urea water particles. The results show that the velocity distribution in the tube is consistent with the theoretical value of the temperature distribution. Compared with the velocity distribution of urea water, the velocity distribution of urea water under the pipe is greatly reduced. The impact of temperature rise on the evaporation of urea water due to the conflict between the pipe wall and the urea water is reflected in the particle size of the urea water. In the future, the velocity distribution of PIV-DDM and the prediction of urea water flow are suitable for low speed and short time calculation.