Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Kraftfahrzeugen ...

T w [K]
700
600
500
400
TE 1
TV = 30 %
Experiment
Simulation
TV = 40 %
TV = 30 %
300
0 30 60 90 120 150 180
t [s]
5.7 Ergebnisse
Abbildung 5.26: Berechnete und gemessene Abkühlkurven bei Betriebspunkten mit
Filmbildung
rauigkeit oder Verunreinigungen im Experiment, können zu einem unterschiedlichen
Benetzungszeitpunkt führen.
Im Bereich unterhalb der Benetzungsgrenze bis zum Siedepunkt der Flüssigkeit, innerhalb
dessen der Wärmeübergang mit Hilfe der Nukiyama-Kurve für Wasser (siehe
Abschnitt 5.3) bestimmt wird, zeigt sich eine zufriedenstellende Übereinstimmung zu
den Messdaten. Tendenziell erfolgt die Abkühlung in der Simulation etwas zu schnell.
Ein Grund hierfür könnten die Unterschiede im Verdunstungs- und Siedeverhalten
zwischen HWL und Wasser sein.
Für die quasistationäre Filmtemperatur stimmen die Simulationsergebnisse gut mit
den Messdaten überein. Die gemessenen Temperaturen liegen im Bereich von 343 K
bis 349 K, die berechneten Werte zwischen 338 K und 341 K. Die maximale Abweichung
für einen Betriebspunkt beträgt 8 K. Dies zeigt, dass sowohl der Wärmeübergang
an den Film über die Gasphase und die von unten umströmte Wand als auch der Stoff-
übergang, welcher durch Verdunstung den Film kühlt, genau beschrieben werden.
Anhand der Temperaturprofile zu bestimmten Zeitpunkten ist es möglich, die Vorhersage
der Filmausbreitung zu überprüfen. Abbildung 5.27 vergleicht die berechneten
örtlichen Temperaturprofile bei 612 K Gastemperatur und einem Tastverhältnis von
40 % für Zeitpunkte zwischen 60 und 130 Sekunden mit den Messwerten. Es zeigt sich
eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Messung und Simulation. Die Filmbildung
beginnt lokal im Bereich des ersten Thermoelements (t = 70 s). Der Film breitet sich
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