Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Kraftfahrzeugen ...
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5.4 Wandfilm<br />
Wärmemenge tritt als Quellterm <strong>in</strong> der Energiegleichung für die entsprechende Wandzelle<br />
auf.<br />
5.4 Wandfilm<br />
Durch die Ablagerung <strong>von</strong> Tropfen kann sich e<strong>in</strong> Wandfilm ausbilden. Im Folgenden<br />
werden die Modellierungsansätze für die Anwendung bei der HWL-E<strong>in</strong>spritzung<br />
erläutert. In FIRE [9] wird der Wandfilm mit e<strong>in</strong>er 2-dimensionalen F<strong>in</strong>iten-Volumen-<br />
Methode behandelt. Gasphase und Wandfilm werden dabei als separate Phasen betrachtet,<br />
welche über semi-empirische Randbed<strong>in</strong>gungen mite<strong>in</strong>ander gekoppelt s<strong>in</strong>d.<br />
Der Film wird durch die angreifende Schubspannung, die Gravitation und durch Druckkräfte<br />
transportiert, wobei analytische Filmgeschw<strong>in</strong>digkeitsprofile anstatt e<strong>in</strong>er Impulsgleichung<br />
verwendet werden. Weitere Modellannahmen s<strong>in</strong>d:<br />
• die Filmdicke ist im Vergleich zum Strömungsquerschnitt der Gasphase ger<strong>in</strong>g,<br />
somit ist ke<strong>in</strong>e geometrische Gitteranpassung notwendig<br />
• die Welligkeit des Films wird durch e<strong>in</strong>e der Filmhöhe überlagerte Rauigkeit<br />
beschrieben<br />
• die Filmoberfläche ist parallel zur Wand<br />
• Trägheitskräfte und seitliche Scherkräfte können aufgrund der ger<strong>in</strong>gen Filmhöhen<br />
und Geschw<strong>in</strong>digkeiten vernachlässigt werden<br />
• die Wandtemperatur ist unterhalb der Siedetemperatur<br />
Für die HWL-Anwendung ergeben sich gegenüber dem ursprünglichen E<strong>in</strong>satzgebiet<br />
der Saugrohre<strong>in</strong>spritzung weitere Anforderungen an die Wandfilmmodellierung.<br />
Der E<strong>in</strong>fluss des gelösten Harnstoffs im Wandfilm auf den Filmtransport sowie den<br />
Stoff- und Wärmeübergang wird durch die E<strong>in</strong>führung e<strong>in</strong>er Zwei-Komponenten-<br />
Formulierung berücksichtigt. Die Korrelationen für den Stoff- und Wärmeübergang<br />
werden für Wandtemperaturen zwischen Siedepunkt und Leidenfrostpunkt <strong>von</strong> HWL<br />
erweitert. Die Energiegleichung des Wandfilms wird mit e<strong>in</strong>em adaptiven Zeitschrittverfahren<br />
gelöst und mit der Energiegleichung der Wand gekoppelt.<br />
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