Geri Dön

Katalitik konvertör öncesinde ısıtmanın konvertör verime etkisinin sayısal olarak incelenmesi

Numerical investigation of the effects of exhaust gas pre-heating before catalytic converter on converter efficiency

  1. Tez No: 395651
  2. Yazar: FATİH AKTAŞ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. NUREDDİN DİNLER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 120

Özet

Bu çalışmada katalitik konvertör öncesi ısıtmanın konvertör verimine etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Katalitik konvertör tek bir kanal içerisindeki akış dikkate alınarak modellenmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda kanal içerisinde akışın laminar olduğu saptanmıştır. Kanal geometrisi olarak hidrolik çaplar sabit tutularak kare kesit, eşkenar üçgen kesit ve dairesel kesitli üç farklı model kullanılmıştır. Ayrıca kanallar modellenirken kanalın sahip olduğu poroz hacim de tanımlanmıştır. Analiz için ticari bir yazılım olan ANSYS FLUENT yazılımı kullanılmıştır. İlk yaklaşım olarak tek denklemli metan-hava hacimsel yanma reaksiyonu çözdürülmüştür. Bu analiz sonrasında verimin çok düşük kaldığı ve sonuçların gerçek sonuçlarla uyumlu olmadığı belirlenmiştir. Daha sonra ise dışarıdan yazılıp yazılıma dâhil edilen dörtlü ve yirmi dörtlü denklemlerden oluşan yüzeysel indirgeme reaksiyonları tanımlanmıştır. Problemin sınır şartları olarak soğuk çalışma koşullarında ön ısıtma sonucunda egzoz gazının ulaşabileceği sıcaklıklar olan 523K, 623K ve 723K giriş sıcaklıkları tanımlanmıştır. Ayrıca duvar sıcaklığı da sistemin soğuk çalışma koşullarında önemli bir değişken olduğundan farklı sıcaklıklar tanımlanarak çözümlemeler yapılmıştır. Bu analizler sonucunda soğuk çalışma koşullarında egzoz gazına uygulanan ön ısıtmayla birlikte katalitik konvertörün metan dönüşüm veriminin arttığı ve %50 verimle çalışma sıcaklığı (light-off temperature) değerine daha hızlı ulaşarak çevreye daha az salınım yaptığı belirlenmiştir. Kullanılan üç farklı kesitte hidrolik çaplar sabit olduğundan dolayı metan tükenim yüzdesi belirgin bir şekilde değişmemiştir. Ayrıca indirgenme reaksiyonlarının tek denklemden yirmi dört denkleme çıkmasıyla birlikte düşük sıcaklıkta bile modelin doğru olarak çalıştığı belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study the effect of heating before catalytic converter on efficiency of converter is examined numerically. Catalytic converter is modeled taking into account flow in a single channel. After calculations in the channel, it is determined that flow is laminar. As a channel geometry, three different models which are square cross-section, equilateral triangular cross-section and circular cross-section with fixed hydraulic diameters were used. Besides that porous volume possessed by channel is defined while channels are modeled. In the process of analysis, commercial ANSYS FLUENT software was used. Initially, single step methane-air volumetric combustion reaction was solved. After this analysis, it is stated that efficiency is very low and this results are not compatible with real results. Then, composed of four and twenty four step surface reduction reactions which are written outside and imported to software were defined. As boundary conditions of the problem, 523K, 623K and 723K which exhaust gases can reach after pre-heating in cold start condition were defined as inlet temperatures. In addition, since wall temperature is an important variable in the cold working conditions of system, analyses were done defining different temperatures. As a result of this analyses, with applied pre-heating on exhaust gases in cold start of engine, an increment in methane conversion efficiency of catalytic converter and releasing less to the environment with reaching faster to the working temperature with 50% efficiency (light-off temperature) were observed. Because hydraulic diameters are constant in used three different cross sections, methane consumption percentage does not change distinctively. In addition, with increasing of reduction reactions from single step to twenty four step, even at low temperatures, it is seen that model works correctly.

Benzer Tezler

  1. Benzinli bir motora manyetik alan yaratıcı aparatlar monte edilerek performans ve emisyon davranışının incelenmesi

    Performance and emission behavior analyze on fuel system of gasoline engine with the installation of magnetizer

    SELİM EMRE USTA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Makine MühendisliğiEge Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURİ YÜCEL

  2. Hydrometallurgical recovery of platinum from catalytic converters

    Hidrometalurjik yöntemle platinin katalitik konvertörlerden geri dönüştürülmesi

    DERYA OTLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİGEN KADIRGAN

  3. Diesel motorlarda emme havasının nemlendirilmesiyle NOx emisyonunun azaltılması ve nemlendirme için tüketilen enerji ile egzoz enerjisinin karşılaştırılması

    Reduction of NOx emissions by steam injection into fresh charge in diesel engines and comparison of consumpted heat for steam injection and exhaust process

    EMRAH BÖLÜK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUAMMER ÖZKAN

  4. Katalitik konvertörlerden platin grubu metallerinin geri kazanımı

    Recovery of platinum group metals from catalytic converters

    ÇAĞRI EYÜBOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    KimyaSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA AKÇİL

  5. Malathionun atık katalitik konvertör katalizörlüğünde ıslak hava oksidasyonu prosesi ile arıtımı; kinetik ve termodinamik parametrelerin incelenmesi ve yüzey yanıt sistemi ile optimizasyonu

    Treatment of malathion by wet air oxidation catalyzed with the waste catalytic converter; determination of kinetic and thermodynamic parameters and optimization with the response surface methodology

    MELİKE İŞGÖREN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Çevre MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEVİL VELİ