Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Kraftfahrzeugen ...
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5 Spray/Wand-Interaktion T * [−] 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0 20 40 60 80 100 K [−] Abbildung 5.18: Tropfen/Wand-Interaktionsregime für Wasser in Abhängigkeit von T ∗ und K. Symbole:◦ Deposition, + Deposition mit Tropfenbildung, � Tropfenbildung, ∇ Breakup mit Tropfenbildung, × Breakup, ⊲ Rebound et al. [52] für Einzeltropfen beschrieben und in Abschnitt 5.7.2 ausführlich diskutiert. Der Vorgang ist in Abbildung 5.19 für K = 66 und T ∗ = 1.27 dargestellt. Man kann davon ausgehen, dass es bei einer deutlich geringeren Tropfenbeaufschlagung zur so- fortigen Tropfenbildung kommt und die Benetzungsgrenze von T ∗ crit =1.19auchbei diesen K-Zahlen zufriedenstellend zutrifft. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die aus den Visualisierungen der Tropfenketten abgeleiteten Bereiche für die kritischen K-Zahlen für den Übergang Rebound/Breakup und die Abgrenzung Deposition/Splash mit den in der Literatur angegebenen Werten übereinstimmen. Die Visualisierungen zeigen keinen Unterschied in den kritischen K- Zahlen für HWL und Wasser. Dies führt zu der Annahme, dass es lediglich in der Temperaturabhängigkeit der Regimegrenzen Unterschiede zwischen Wasser und HWL gibt. Damit bestätigt sich die Regimeeinteilung für die Simulation von HWL, wie sie in Abbildung 5.15 dargestellt ist. Es erfolgt eine Einteilung in 6 Regime: Deposition (i): Die komplette Tropfenmasse wird abgelagert, womit für die sekundäre Tropfenmasse νm folgt: νm = νdep = m1/m0 =0. 96
T* = 1.27 K = 66.4 200 µm 5.7 Ergebnisse Abbildung 5.19: Tropfenbildung mit kumulierter Fluidmasse im Bereich der Auftreffstelle für Wasser bei K = 66.4 und T ∗ =1.27 Rebound (iia): Der tangentiale Impuls des Tropfens bleibt erhalten. Für den wandnormalen Impuls wird die Korrelation nach Wachters und Westerling [121] verwendet, siehe auch Abschnitt 5.2.1. Es lagert sich keine Tropfenmasse ab: νm = νhot =1. Partieller Rebound (iib): Die Berechnung der sekundären Tropfengeschwindigkeit er- folgt wie in (iia), νm wird aus linearer Interpolation zwischen T ∗ = 1.1 und T ∗ crit bestimmt, die Anzahl der Tropfen im Parcel wird entsprechend angepasst: νm = T ∗ − 1.1 T ∗ crit − 1.1νhot. (5.53) Breakup (iiia): Es werden die Korrelationen nach Kuhnke [68] (siehe Abschnitt 5.2.1) verwendet. Die Energiegleichung zur Bestimmung der sekundären Tropfengeschwindigkeit wird in der in Abschnitt 5.2.2 vorgestellten Form verwendet. Es lagert sich keine Tropfenmasse ab: νm = νhot =1. Partieller Breakup (iiib): Die Berechnung der sekundären Tropfeneigenschaften erfolgt analog zu (iiia). νm berechnet sich nach νm =min(1+νf, T ∗ − 1.1 T ∗ crit − 1.1(νhot − νsplash)+νsplash) (5.54) mit dem Verhältnis der Filmmasse der jeweiligen Zelle zur Tropfenmasse νf = mf/md für die benetzte Wand und νf =0für die trockene Wand. 97
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T* = 1.27<br />
K = 66.4<br />
200 µm<br />
5.7 Ergebnisse<br />
Abbildung 5.19: Tropfenbildung mit kumulierter Fluidmasse im Bereich der Auftreffstelle<br />
für Wasser bei K = 66.4 und T ∗ =1.27<br />
Rebound (iia): Der tangentiale Impuls des Tropfens bleibt erhalten. Für den wandnormalen<br />
Impuls wird die Korrelation nach Wachters und Westerl<strong>in</strong>g [121] verwendet,<br />
siehe auch Abschnitt 5.2.1. Es lagert sich ke<strong>in</strong>e Tropfenmasse ab: νm = νhot =1.<br />
Partieller Rebound (iib): Die Berechnung der sekundären Tropfengeschw<strong>in</strong>digkeit er-<br />
folgt wie <strong>in</strong> (iia), νm wird aus l<strong>in</strong>earer Interpolation zwischen T ∗ = 1.1 und T ∗ crit<br />
bestimmt, die Anzahl der Tropfen im Parcel wird entsprechend angepasst:<br />
νm = T ∗ − 1.1<br />
T ∗ crit − 1.1νhot. (5.53)<br />
Breakup (iiia): Es werden die Korrelationen nach Kuhnke [68] (siehe Abschnitt 5.2.1)<br />
verwendet. Die Energiegleichung zur Bestimmung der sekundären Tropfengeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
wird <strong>in</strong> der <strong>in</strong> Abschnitt 5.2.2 vorgestellten Form verwendet. Es<br />
lagert sich ke<strong>in</strong>e Tropfenmasse ab: νm = νhot =1.<br />
Partieller Breakup (iiib): Die Berechnung der sekundären Tropfeneigenschaften erfolgt<br />
analog zu (iiia). νm berechnet sich nach<br />
νm =m<strong>in</strong>(1+νf, T ∗ − 1.1<br />
T ∗ crit − 1.1(νhot − νsplash)+νsplash) (5.54)<br />
mit dem Verhältnis der Filmmasse der jeweiligen Zelle zur Tropfenmasse νf =<br />
mf/md für die benetzte Wand und νf =0für die trockene Wand.<br />
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