Uwarunkowania pracy reaktorów katalitycznych instalowanych w układach wylotowych silników spalinowych

• Autorzy: Żmudka Z. , Postrzednik S.

Warianty tytułu

EN

Operation conditions of catalytic reactors installed in exhaust systems of combustion engines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analizowano główne problemy związane z eksploatacją elementów układu wylotowego na przykładzie reaktora katalitycznego. Istotne są pozytywne oraz negatywne aspekty instalowania tych urządzeń. W tym zakresie szczególną uwagę zwrócono na stopień konwersji substancji szkodliwych oraz opory przepływu, jakie stawia reaktor na drodze wypływu spalin z silnika. W ujęciu modelowym zagadnienia oporów przepływu spalin, reaktor katalityczny traktowano jako element oporów miejscowych lub liniowych układu wylotowego silnika. W pierwszym przypadku liczbę oporu miejscowego wyznacza się stosując model Darcy’ego. W drugim przypadku ujęcie zagadnienia oporów przepływu spalin przez katalizator polega na przyjęciu liniowego układu modelowego, z rozłożoną liniowo wzdłuż drogi przepływu spalin dyssypacją energii. Problematykę zilustrowano wynikami badań eksperymentalnych trójfunkcyjnego reaktora katalitycznego zainstalowanego w układzie wylotowym silnika ZI. Określono wzajemne zależności pomiędzy eksploatacyjnymi parametrami pracy silnika a warunkami przepływu spalin przez reaktor katalityczny.

EN

Principal problems connected with operation of exhaust system elements have been analysed on the basis of three-way catalytic reactor. There are positive and negative aspects of the reactor installing. Within this range conversion rate of harmful substances and resistance of exhaust gas flow through the catalytic reactor were investigated. In energy (negative) aspect, catalytic converter can be treated as local or linear resistance element of exhaust system. In the first model local resistance number of the reactor is calculated using Darcy model. In the second case, exhaust gas flow resistance through catalyst is treated as linear resistance with energy dissipation distributed linearly along way of exhaust gas flow. The problem has been illustrated by results of experimental researches of three-way catalytic converter installed in exhaust system of the spark ignition engine. Interdependences between operating parameters of engine work and conditions of exhaust gas flow through the catalyst are determined.

Słowa kluczowe

PL

silnik spalinowy; reaktor katalityczny; stopień konwersji; opory przepływu

EN

internal combustion engine; catalytic reactor; conversion rate; flow resistance

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 2
• Strony: 29--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żmudka Z.

• Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Postrzednik S.

• Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] Postrzednik S., Żmudka Z.: Termodynamiczne oraz ekologiczne uwarunkowania eksploatacji tłokowych silników spalinowych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.
• [2] Ebener S., Zink U.: Ceramic Catalyst Supports and Particulate Filters for Diesel Engine Exhaust Aftertreatment. Journal of KONES, Vol. 7, No. 1–2, 2006
• [3] Żmudka Z., Postrzednik S.: Flow resistance in the engine inlet-exhaust system as affected by the engine parameters. Combustion Engines, 1 (136) 2009.
• [4] Postrzednik S., Żmudka, Z.: Solid material porosity and the method of its determination. Proceedings of the 29th International Symposium on Combustion. Sapporo, Japan 2002.
• [5] Postrzednik S.: Termodynamika zjawisk przepływowych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
• [6] Merkisz J., Pielecha J., Radzimirski S.: New Trends in Emission Control in the European Union, Series: Springer Tracts on Transportation and Traffic, Vol. 4, Springer International Publishing, 2014.
• [7] Abu-Khiran E., Douglas R., Mc Cullough G.: Pressure loss characteristics in catalytic converters. SAE transactions, Vol. 112, No 3, 2003.
• [8] Heck M., Ferrauto R., Gulati S.: Catalytic air pollution control. Wiley Interscience, New York 2003.
• [9] Tomazic D.: Emissions control. Engine Technology International, January 2005.
• [10] Żmudka Z.: Energetyczne i ekologiczne aspekty doskonalenia procesu wymiany ładunku w silniku spalinowym. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010.
• [11] Hirata K., Oda R., Tanaka S., Tanigawa H., Funaki J.: Pressure-loss reduction and velocity profile improvement in a catalytic converter by a flow deflector. Journal of Automobile Engineering, Vol. 222, No. 3, 2008.
• [12] Kikuchi S.: High cell density and thin wall substrate for higher conversion ratio catalyst. SAE Paper 1999-01-0268.
• [13] Kruczyński S.: Trójfunkcyjne reaktory katalityczne. Biblioteka problemów eksploatacji. Wydawnictwo i Zakład Poligrafii Instytutu Technologii i Eksploatacji, Radom 2004.
• [14] Postrzednik S., Przybyła G., Żmudka Z.: Uwarunkowania efektywnego wykorzystania paliwa gazowego do napędu silnika spalinowego z zapłonem samoczynnym. INSTAL nr 7/8 2014, s. 36-41.
• [15] Skorek J.: Analiza techniczno-ekonomiczna nadbudowy węglowej ciepłowni miejskiej układem kogeneracyjnym z gazowym silnikiem tłokowym lub turbiną gazową. INSTAL nr 9/2010, s. 6-13.
• [16] Szabłowski Ł., Milewski J., Badyda K.: Silnik tłokowy na gaz ziemny, jako sposób na pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną i ciepło dla budynku użyteczności publicznej. INSTAL nr 2/2014 s. 44-49.
• [17] Werle S.: Pozyskiwanie paliwa gazowego z biomasy niekonwencjonalnej w procesie zgazowania. INSTAL nr 1/2014 s. 7-9.
• [18] Dużyński A., Bawor W.: Techniczno-ekonomiczna analiza czteroletniej przemysłowej eksploatacji biogazowego zespołu kogeneracyjnego z silnikiem GE Jenbacher JMS 316 GS-B.LC. Instal nr 2/2014, s. 31-42.