Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Kraftfahrzeugen ...

5.7 Ergebnisse
Tabelle 5.4: Kontakttemperaturen Tkont und Temperaturabsenkung ∆T halbunendlicher
Körper für Wasser mit Td = 300 K und Tw = 550 K im Vergleich zu
den Werten von Jonas et al. [52]
Wandmaterial Tkont ∆T Tmax − Tmin [52]
Aluminium (AlSi12CuMgNi)
Aluminium, rein
531.2 K
534.4 K
18.8 K
15.6 K
11 K
Edelstahl (X5CrNi18-10) 507.0 K 43.0 K 45 K
Quarzglas 464.2 K 85.8 K 102 K
fens entspricht, gerade noch ein durchgehendes Dampfpolster ausbildet. Diese Grenze
hängt neben den Wärmeeindringkoeffizienten der Wand und des Fluids auch von dessen
Dampfdruck und der Verdunstungsenthalpie ab. Kann dieses Dampfpolster nicht
schnell genug ausgebildet werden, kommt es zur Benetzung der Oberfläche. Dies resultiert
in einer starken Erhöhung des Wärmeübergangs und somit zu einer Auskühlung
des Wandmaterials. Dadurch ist die Leidenfrosttemperatur für Wandmaterialien mit
geringen Wärmeeindringkoeffizienten, wie z.B. Quarzglas, gegenüber Materialien mit
hohen Wärmeeindringkoeffizienten deutlich erhöht und es zeigt sich ein starker Einfluss
der Versuchsbedingungen wie Anordnung der Heizung, Tropfengröße und Tropfenfrequenz.
Die gegenüber Wasser erhöhte Leidenfrosttemperatur von HWL lässt sich auf den geringeren
Dampfdruck zurückführen, da die anderen thermischen Stoffwerte nur gering
unterschiedlich sind.
5.7.3 Simulation der Spraykühlung
In der Simulation der thermischen Prozesse beim Spray/Wand-Kontakt wird der Kanal
oberhalb der Platte (siehe Abbildung 5.12) betrachtet, wobei eine Kanalbreite
von 120 mm angenommen wird. Das Berechnungsgebiet von 120 x 400 x 46 mm3 wird
mit 40 x 133 x 12 Hexaederzellen aufgelöst. In allen Betriebspunkten wird entsprechend
den Untersuchungen von Himmelsbach [47] ein dimensionsloser Wandabstand
von y + =30± 5 eingehalten. Der Wärmeübergangskoeffizient zwischen Plattenunterseite
und unterer Kanalströmung αamb−w wird über eine Nusselt-Korrelation für eine
ebene Platte nach dem VDI-Wärmeatlas [119] vorgegeben. Die thermischen Randbedingungen
wurden mit den Aufheizkurven nach Ende der Dosierung für verschiedene
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