Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Kraftfahrzeugen ...
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nete Kühlwirkung und die Ausbreitung des Wandfilms durch die angreifende Schubspannung<br />
der Gasphase konnten anhand der Temperaturmessungen überprüft werden,<br />
welche die Simulationsergebnisse stützen. Der Wandfilm wird mit e<strong>in</strong>em Zwei-<br />
Komponenten-Ansatz beschrieben, welcher e<strong>in</strong>e Aussage über die Harnstoffverteilung<br />
im Wandfilm erlaubt.<br />
Der E<strong>in</strong>fluss der Wandtemperatur und der k<strong>in</strong>etischen Energie der Tropfen auf das<br />
Wand-Interaktionsregime wurde mit Durchlichtvisualisierungen an Tropfenketten untersucht.<br />
Die Ergebnisse lassen sich anhand der dimensionslosen Wandtemperatur<br />
T ∗ = Tw/Tsat und der Kenngröße K = We1/2Re1/4 <strong>in</strong> unterschiedliche Regime e<strong>in</strong>-<br />
teilen. Es treten die Regime Deposition (K kle<strong>in</strong>, T ∗ kle<strong>in</strong>), Splash (K groß, T ∗ kle<strong>in</strong>),<br />
Rebound (K kle<strong>in</strong>, T ∗ groß) und thermisch bed<strong>in</strong>gter Breakup (K groß, T ∗ groß) auf.<br />
Der Übergang <strong>von</strong> kalter Wand (T ∗ kle<strong>in</strong>) zu heißer Wand (T ∗ groß) lässt sich mit den<br />
Übergangsregimen partieller Rebound (K kle<strong>in</strong>, T ∗ mittel) und partieller Breakup (K<br />
groß, T ∗ mittel) beschreiben. Die kritischen K-Zahlen für den Übergang zwischen den<br />
aufgeführten Regimen zeigen e<strong>in</strong>e Übere<strong>in</strong>stimmung für Wasser und Harnstoffwasserlösung.<br />
In der Temperaturabhängigkeit der Regimegrenzen gibt es jedoch deutliche<br />
Unterschiede zwischen Wasser und Harnstoffwasserlösung. Die kritische Grenztempe-<br />
ratur T ∗ crit, welche die Grenze zwischen benetzenden und nicht benetzenden Regimen<br />
beschreibt, nimmt mit steigender Harnstoffkonzentration zu. Diese wurde für Was-<br />
ser zu T ∗ crit = 1.19 und für Harnstoffwasserlösung zu T ∗ crit = 1.37 ermittelt, was die<br />
Ergebnisse aus der Spraykühlung stützt.<br />
Mit Gegenlichtvisualisierungen wurde das Sprayverhalten beim Wand-Kontakt untersucht.<br />
An der kalten Wand zeigen Wasser und Harnstoffwasserlösung nahezu identisches<br />
Verhalten. Während die wandnormale E<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gtiefe für die kalte und die heiße<br />
Wand ähnlich groß ist, nimmt die radiale E<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gtiefe des sekundären Sprays mit<br />
steigender Wandtemperatur deutlich zu. Der Übergang <strong>von</strong> kalter zur heißer Wand<br />
f<strong>in</strong>det bei Harnstoffwasserlösung im Vergleich zu Wasser bei höheren Temperaturen<br />
statt. Dies bekräftigt die Ergebnisse der Tropfenkettenvisualisierungen.<br />
E<strong>in</strong> für die Benz<strong>in</strong>direkte<strong>in</strong>spritzung aufgestelltes Spray/Wand-Interaktionsmodell<br />
wurde für Harnstoffwasserlösung erweitert. Die makroskopsischen Sprayeigenschaften<br />
aus den Gegenlichtvisualisierungen können mit dem Spray/Wand-Interaktionsmodell<br />
für verschiedene Auftreffw<strong>in</strong>kel und Wandtemperaturen gut wiedergegeben werden.<br />
Abschließend wird die Modellierung der Prozesskette an e<strong>in</strong>er realen Abgasgeometrie<br />
anhand der wichtigsten Kenngröße für den NOx-Umsatz, der <strong>Reduktion</strong>smittelvertei-<br />
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