SCR Sistemlerinde Kullanılan Üre Mikserlerinin Akış Davranışlarının İncelenmesi
SCR Sistemlerinde Kullanılan Üre Mikserlerinin Akış Davranışlarının İncelenmesi
Yazar: Başıhoş, Buğra; Sarıdemir, Suat
Dergi: Duzce University Journal of Science and Technology, Vol. 11 No. 4, 2023
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; SCR,ADblue,Homojenlik İndeksi,Geri Basınç

Günümüzde artan dünya nüfusu ile birlikte içten yanmalı motora sahip taşıtların sayıda artmaktadır. Bu nedenle taşıt egzoz emisyonu kaynaklı kirleticilerin oranı da artmaktadır. Bu zararlı emisyonların oluşturduğu çevre ve hava kirliliğinin azaltılması ve emisyon sınırlandırılması kapsamındaki normlara uyulması için, yanma sonrası emisyon kontrol sistemlerinin geliştirilmesi konularında çalışmalar yapılmaktadır.  Bu kapsamda dizel motorlu araçlarda NOx emisyonlarını azaltmak için, ADblue katkı maddesi (amonyak) ve Seçici Katalitik Redüksiyon (SCR) sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. ADblue katkı maddesinin SCR sistemlerinde daha iyi karışması ve iyi sonuç alınması için üre mikseri kullanılmaktadır. Egzoz sistemlerinde geri basıncın yüksek olması, performansı olumsuz yönde etkilemektedir. Bu nedenle SCR sistemlerinde kullanılan mikserlerin oluşturacağı geri basıncın düşük olması ve SCR sisteminin efektif çalışabilmesi için amonyak (NH3) homojenlik indeks (UI NH3) değerinin yüksek olması gerekmektedir. Üre mikserlerinin kanat sayısı, kanat açısı ve kanat uzunluğu karışım oranına etki eden parametrelerdir. Bu çalışmada, öncelikle 27 farklı mikserin, geri basınca ve UI NH3’ e olan etkileri sayısal analiz yöntemiyle incelenmiştir. Parametrik çalışma için kanat uzunlukları, kanat açıları ve kanat sayıları değiştirilerek sonuçlar incelenmiştir. Optimum mikser tasarımı için, geri basıncın 1 kPa’dan düşük olması ve UI NH3 değerinin 0,85’ ten yüksek olması hedeflenmiştir. 27 farklı mikser içinden, bu değerleri sağlayan 6 mikser prototip olarak imal edilmiş ve deneysel olarak geri basınç testleri ve UI NH3 ölçümleri yapılarak sonuçlar doğrulanmıştır. Kanat sayısı ve uzunluğunun geri basıncı arttırdığı, ancak UI NH3 değerine etkisinin olmadığı görülmüştür.

Günümüzde artan dünya nüfusu ile birlikte içten yanmalı motora sahip taşıtların sayıda artmaktadır. Bu nedenle taşıt egzoz emisyonu kaynaklı kirleticilerin oranı da artmaktadır. Bu zararlı emisyonların oluşturduğu çevre ve hava kirliliğinin azaltılması ve emisyon sınırlandırılması kapsamındaki normlara uyulması için, yanma sonrası emisyon kontrol sistemlerinin geliştirilmesi konularında çalışmalar yapılmaktadır.  Bu kapsamda dizel motorlu araçlarda NOx emisyonlarını azaltmak için, ADblue katkı maddesi (amonyak) ve Seçici Katalitik Redüksiyon (SCR) sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. ADblue katkı maddesinin SCR sistemlerinde daha iyi karışması ve iyi sonuç alınması için üre mikseri kullanılmaktadır. Egzoz sistemlerinde geri basıncın yüksek olması, performansı olumsuz yönde etkilemektedir. Bu nedenle SCR sistemlerinde kullanılan mikserlerin oluşturacağı geri basıncın düşük olması ve SCR sisteminin efektif çalışabilmesi için amonyak (NH3) homojenlik indeks (UI NH3) değerinin yüksek olması gerekmektedir. Üre mikserlerinin kanat sayısı, kanat açısı ve kanat uzunluğu karışım oranına etki eden parametrelerdir. Bu çalışmada, öncelikle 27 farklı mikserin, geri basınca ve UI NH3’ e olan etkileri sayısal analiz yöntemiyle incelenmiştir. Parametrik çalışma için kanat uzunlukları, kanat açıları ve kanat sayıları değiştirilerek sonuçlar incelenmiştir. Optimum mikser tasarımı için, geri basıncın 1 kPa’dan düşük olması ve UI NH3 değerinin 0,85’ ten yüksek olması hedeflenmiştir. 27 farklı mikser içinden, bu değerleri sağlayan 6 mikser prototip olarak imal edilmiş ve deneysel olarak geri basınç testleri ve UI NH3 ölçümleri yapılarak sonuçlar doğrulanmıştır. Kanat sayısı ve uzunluğunun geri basıncı arttırdığı, ancak UI NH3 değerine etkisinin olmadığı görülmüştür.