Egzoz Gazına H2O2 Eklenmesinin Yanmamış Hidrokarbon (UHC) Emisyonuna Etkisinin Kimyasal Kinetikler ve Reaktif Akış Modelleme ile İncelenmesi

Bu çalışmada, egzoz gazındaki azotoksitlerin (NOx) ve egzoz gazlarına ilave edilen hidrojen peroksit (H2O2) bileşiğinin yanmamış hidrokarbon (UHC) ve karbonmonksit (CO) emisyonlarına etkisi sayısal modellerle incelenmiştir. Çok sayıda reaktif bileşen ve reaksiyon içeren kinetik mekanizmalarla reaktif sistemlerin sayısal simülasyonu için OpenSMOKE++ yazılımı kullanılmıştır. Egzoz sistemi için izo-termal piston akımlı reaktör modeli kullanılmıştır. 3 farklı kimyasal reaksiyon mekanizması önce literatürden elde edilen deneysel verilerle karşılaştırılmış en kötü sonucu veren GRI mekanizması eksik bileşikler, reaksiyonlar ve reaksiyon yolları eklenerek iyileştirilmiştir. Egzoz içerisine H2O2 eklenerek 580 ºC‟la 1000 ºC arasında değişen 52 adet sıcaklık için parametrik çalışma gerçekleştirilmiştir. Sayısal sonuçlarla sıcaklık artışına bağlı olarak UHC emisyonlarının azaldığı tespit edilmiştir.

The Investigation of The Effect of H2O2 Addition to The Exhaust on Unburned Hydrocarbons Emissions by Chemical Kinetics and Reactive Flow Modeling

In this study, the effects of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust and hydrogen peroxide (H2O2) being added to the exhaust on the unburned hydrocarbons (UHC) and carbon monoxide (CO) emissions by numerical simulations. OpenSMOKE++ software was used for numerical simulations of reacting systems with kinetic mechanisms, including numerous of chemical species and reactions. The iso-thermal Plug Flow reactor (PFR) model was used for exhaust system. Firstly 3 different reaction mechanism compared with the experimental data which is obtained from the literature, then the GRI mechanism, which has the worst agreement, is reformed by adding the missing species, reactions and reaction paths. By adding H2O2 to the exhaust parametric studies performed for 52 different temperatures from 580 ºC to 1000 ºC. It is obtained that the UHC decreases while the temperature increases by numerical results.

PDF

___

1. Cengel, Y., Boles, M., "Thermodynamics-An Engineering Approach" , 8 Baskı, McGraw-Hill Education, (2015).
2. Merker, G.P., Schwarz, C., Teichmann, R., "Combustion Engines Development" , Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, doi:10.1007/978-3-642-14094-5(2012).
3. Kristensen, P.G., Karll, B., Bendtsen, A.B., Glarborg, P., Dam-Johansen, K., "Exhaust Oxidation of Unburned Hydrocarbons from Lean-Burn Natural Gas Engines" , Combustion Science and Technology, 1 (157): 262292 (2000).
4. Bendtsen, A.B., Glarborg, P., Dam-Johansen, K., "Low temperature oxidation of methane: the influence of nitrogen oxides" , Combustion Science and Technology, 1 (151): 31-71 (2000).
5. Internet : Smith, G.P., Golden, D.M., Frenklach, M., Moriarty, N.W., Eiteneer, B., Goldenberg, M., C. Thomas Bowman, R.K.H., Song, S., William C. Gardiner, J., Lissianski, V. V., Qin, Z., "GRIMech 3.0" , http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/ (1999).
6. Cuoci, a., Frassoldati, a., Faravelli, T., Ranzi, E., "Formation of soot and nitrogen oxides in unsteady counterflow diffusion flames" , Combustion and Flame, 10 (156): 2010-2022 (2009).