Duvar akışlı bir partikül filtresindeki basınç kaybının deneysel ve nümerik incelenmesi

Year 2017, Volume: 21 Issue: 5, 1023 - 1030, 01.10.2017

Vezir Ayhan , Yunus Özkan , İbrahim Özsert İdris Cesur

https://doi.org/10.16984/saufenbilder.323821

Abstract

Dizel motorlarda yanmanın tam verimle gerçekleşmemesi sonucunda zararlı gazlar ve partikül madde çevreye atılmaktadır. Dizel motorlar fakir karışımda çalıştıklarından dolayı azot oksit ve partikül madde emisyonları fazladır. Dizel motorlarda, partikül madde emisyonlarını kontrol altına almak için partikül filtreleri kullanılmaktadır. Partikül filtresi, içerisinde egzoz gazlarının çapraz akış yapmasını sağlayarak katı ve sıvı partikül madde emisyonlarını biriktirmek için tasarlanmıştır. Bu çalışmada, dizel partikül filtresinin basınç kaybı kurulan deney düzeneği üzerinde ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda partikül filtresine ait geçirgenlik ve içsel kayıp katsayısı hesaplanmıştır. Sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak basınç kaybı analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonunda deneysel ve nümerik sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir. 

Keywords

partikül filtresi, basınç kaybı, partikül madde

Experimental and numerical investigation of pressure loss in a wall flow particulate filter

Abstract

In diesel engines, harmful gases and particulate matter are released to environment, since combustion does not occur with full efficiency. Nitrogen oxide and particulate matter emissions are too high because of operation on a lean mixture in diesel engines. Particulate filters are used to control particulate matter emission in diesel engines. Particulate filters are designed to collect solid and liquid particulate matter emissions while exhaust gases to do cross flow. In this article, pressure through particulate filter measured on the set up test arrangement. Permeability and inertial loss coefficient are calculated after the measurement. Pressure drop analysis is carried out with a finite element program. Experimental and numerical results are compared in the study at last. 

Keywords

particulate filter, pressure drop, particulate matter

References

• [1] E.ÖZCAN, “Faz III B Emisyon standartlarına cevap veren turbo dizel traktör motorunun 4 supaplı silindir kafasının tasarımı ile ilgili teorik incelemeler ve uygulamalar,” İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, PhD Thesis , 2009.
• [2] V. Ayhan, “Bir dizel motoruna buhar enjeksiyonunun NOx ve is emisyonlarına etkisinin araştırılması,” Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi, Doktora Tezi, 2009.
• [3] C. Soruşbay, “ Egzoz gazları emisyonu ders notları,” İstanbul Teknik Üniversitesi, Makina Fakültesi, Makine Mühendisliği, 2015.
• [4] A. Keskin, S. Sağıroğlu, “Dizel motorlarından partikül madde emisyon kontrolü ve gelişmeler,” 5. Uluslararası Teknolojiler Sempozyumu, Karabük, 2009.
• [5] G. GAISER, P. MUCHA, “Prediction of pressure drop in diesel particulate filters considering ash deposit and partial regenerations,” SAE Technical Paper, 2004.
• [6] R.L. BLOOM, N.R. BRUNNER, S.C. SCHROEER, “Fiber wound diesel particulate filter durability experience with metal based additives,” SAE Technical Paper, 1997.
• [7] A.Keskin, S.Sağıroğlu, “Dizel motorlarından kaynaklanan egzoz emisyonları ve kontrol yöntemleri,” Mühendis ve Makina, Cilt 51 (606), 2010.
• [8] A.G.Konstandopoulos, J.H.Johnson, “Wall-flow diesel particulate filters and their pressure drop and collection efficiency,” SAE Technical Paper, 1989.
• [9] A. Konstandopoulos, G. Athanasio, “Flow resistance descriptors for diesel particulate filters: Definitions, measurements and testing,” SAE paper, 2003-01: 0846, 2003.
• [10] Y.R.Reddy, “Design optimization of diesel particulate filter using CFD,” International Journal of engineering Research and Applications, 1.5: 119-128, 2015.
• [11] D.Huang, “Modeling of diesel particulate filter filtration and regeneration for transient driving schedules,” Michigan Teknoloji Üniversitesi, Doktora Tezi, 2011.
• [12] M.Masoudi, “Pressure drop of segmented diesel particulate filters,”SAE Technical Paper, 01-0971, 2005.
• [13] D.Lavicka, J.Knourek, “Numerical simulation with particle deposition on channel walls in the DPF filter,” Experimental Fluid Mechanics, 344-353, 2010.
• [14] A.G.Konstandopoulos, “Fundamental studies of diesel particulate filters: transient loading, regeneration and aging,” SAE paper, 2000-01: 1016, 2000.
• [15] Y.Özkan, İ.Özsert, V.Ayhan, İ.Cesur, “Reaktif tip susturucunun iç tasarımının akış ve akustik özelliklerine etkisinin incelenmesi,” SAÜ Fen Bil Der 20. Cilt, 1. Sayı, s. 65-74, 2016.