Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Kraftfahrzeugen ...
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2 E<strong>in</strong>spritzung <strong>von</strong> <strong>Reduktion</strong>smittel<br />
für SCR-Verfahren<br />
Die Aufbereitung des <strong>Reduktion</strong>smittels bei der E<strong>in</strong>düsung <strong>von</strong> Harnstoffwasserlösung<br />
wird <strong>in</strong> diesem Kapitel genauer erläutert. Danach werden die <strong>in</strong> der Literatur<br />
beschriebenen Ansätze zur Berechnung der <strong>Reduktion</strong>smitteldosierung aufgezeigt und<br />
die Zielsetzung für diese Arbeit abgeleitet. Abschließend wird das <strong>in</strong> dieser Arbeit<br />
e<strong>in</strong>gesetzte und erweiterte Strömungssimulationsprogramm FIRE [9] vorgestellt.<br />
2.1 <strong>Reduktion</strong>smittelaufbereitung<br />
Für das SCR-Verfahren wird Harnstoffwasserlösung (HWL) mit e<strong>in</strong>em Harnstoffanteil<br />
<strong>von</strong> 32.5 Massen-% e<strong>in</strong>gesetzt. Tabelle 2.1 vergleicht e<strong>in</strong>ige Stoffeigenschaften <strong>von</strong><br />
HWL mit denen <strong>von</strong> Wasser bei Umgebungstemperatur. Der E<strong>in</strong>fluss des gelösten<br />
Harnstoffs auf die Stoffwerte ist bei Raumtemperatur ger<strong>in</strong>g. Er nimmt jedoch bei der<br />
Verdunstung im heißen Abgas zu [33]. Tabelle 2.2 zeigt typische Betriebsbed<strong>in</strong>gungen<br />
Tabelle 2.1: Stoffeigenschaften <strong>von</strong> Wasser und HWL (nach DIN 70070) bei 298 K<br />
Wasser HWL<br />
Dichte 998 kg/m 3 1087 kg/m 3<br />
spezifische Wärmekapazität 4183 J/kgK 3395 J/kgK<br />
dynamische Viskosität 0.0010 kg/ms 0.0013 kg/ms<br />
Wärmeleitfähigkeit 0.598 W/mK 0.564 W/mK<br />
Oberflächenspannung 0.073 N/m 0.075 N/m<br />
bei der HWL-E<strong>in</strong>spritzung [14]. Dabei erzeugen luftunterstützte Systeme, wie sie für<br />
die Nutzfahrzeug-Anwendung (NKW) bereits <strong>in</strong> Serie s<strong>in</strong>d, tendenziell kle<strong>in</strong>ere Tropfen<br />
mit größeren Geschw<strong>in</strong>digkeiten. Für e<strong>in</strong>en hohen NOx-Umsatz im SCR-Katalysator<br />
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