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BIBEBUVABSc in AutomobiltechnikEntwicklung einer Methode zur LadeluftbefeuchtungVerbrennungsmotoren / Betreuer: Dr. Jan Czerwinski, Dr. Klaus HoyerExperten: Marc Werner, Alfred LeuenbergerProjektpartner: Paul Scherrer Institut, VilligenDie Emissionsminderung an Grossdieselmotoren ist in der Fachwelt ein viel diskutiertes Thema. VerschiedeneStrategien zur Minderung der kritischen Motoremissionen werden angewendet. Durch Wasserzugabein den Brennraum können die Verbrennungstemperaturspitzen reduziert werden, was zur Minderung derStickoxid-Emissionen (NOx) führt. Die Ladeluftbefeuchtung als eine Variante der Wasserzugabe, ist daszentrale Thema dieser Bachelorarbeit.Florian SommerhalderHintergrundAm Paul Scherrer Institut wurdeeine Methode zur Ladeluftbefeuchtungentwickelt. Die Idee dieserMethode ist es, dass zur Befeuchtungder Luft mehr Wasser eingespritztwird, als die Luft maximalaufnehmen kann. Zur Abscheidungdes überschüssigen Wassers wirdein Zyklon verbaut. Bevor es zumEinsatz dieser Methode am Schiffsdieselmotorkommt, gilt es sie aneinem Modell zu testen. Dazu wurdeeine Versuchseinrichtung entwickeltund aufgebaut.ModellaufbauUm verschiedene Parameter variierenzu können, wurde einerseitseine Heizung zur Beeinflussungder Eintrittstemperatur am Zykloneingebaut und andererseits einDurchflussmesser für die hohenSystemdrücke kalibriert. Durch Verstellendes Drucks kann der Durchflussund somit die Strömungsgeschwindigkeitdirekt beeinflusswerden.Zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeitwurde ein Psychrometer gebaut.Die Erfassung der Temperaturwird über eine Thermoschaltung mitPt100-Widerständen gemacht. Umdie von der Schaltung abgegebeneSpannung zu erfassen, wurde einProgramm in Labview geschrieben,welches die Spannungen über eineDAQ-Karte erfasst und sie als Textfileabspeichert. Die Berechnungder Temperatur und der relativenLuftfeuchtigkeit erfolgt im Excelwozu die Thermoelemente kalibriertwerden mussten.Das System kann dank automatischemWasserblass über mehrereMinuten stationär betrieben werden.ErgebnisDie Messungen haben gezeigt,dass trotz gesättigter Luft amZyklon-Ausgang keine Wassertropfenin der ausströmenden Luftvorhanden sind. Selbst bei verschiedenenBetriebsbedingungen(Parametervariation) funktioniertdie Methode der Abscheidung derWassertropfen im Zyklon einwandfrei.StrömungssimulationZum besseren Verständnis desStrömungsvorgangs im Zyklonwurde eine Simulation mit ANSYSdurchgeführt. Verschiedene Vereinfachungendes Zyklons liefertenverwertbare Ergebnisse.Ausströmende GasphaseZyklonStrömungssimulation92 ti.bfh.ch