• Title/Summary/Keyword: Urea-SCR$NO_x$

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Numerical Investigation on Wall Flow Control for Preventing Contaminants Deposition inside a Duct (덕트 내 오염물질 퇴적 방지를 위한 벽면유동 제어에 관한 해석적 연구)

  • Lee, Banguk;Lee, Jeekeun
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • v.25 no.5
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    • pp.261-268
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    • 2013
  • Technologies for preventing contaminants deposition are a key issue in a modern duct system. When particulate matters deposit inside the exhaust pipes, which are widely used in the Urea-SCR system to reduce $NO_x$ emission from heavy duty diesel engines, many problems arise associated with increased flow resistance and corrosion. Therefore, the development of the urea deposition avoidance technologies is being treated as an important issue of the Urea-SCR system. An analytical study was carried out to investigate the effects of the wall flow around the mixer with the variation of the mixer housing surrounding and supporting the mixer, which is designed to increase the wall flow and then to reduce droplet deposition. The housing angles and the position of the mixer were changed:angles of $0^{\circ}$, $1^{\circ}$, $2^{\circ}$, and $3^{\circ}$, and mixer positions of 0 L, 0.5 L, and 1 L. The axial velocity distributions, maximum velocity, the half-width, and momentum distribution of the wall flow were investigated to examine the effect of the mixer-housing assembly geometry.

Numerical Analysis on Melting Phenomena and Phase Interface Change of Frozen Urea-aqueous Solution by Electric Heater (전기 히터 방식의 동결 우레아 해동 현상 및 상경계면 이동에 대한 수치해석)

  • Woo, Seongmin;Choi, Byungchul
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.22 no.5
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    • pp.13-19
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    • 2014
  • Urea-SCR system is the selective catalytic reduction to reduce nitrogen oxides ($NO_x$) emitted from diesel vehicles. The objective of this study is numerical analysis of 3-dimensional unsteady melting problems of frozen urea by using an electric heater. It can be applied to determine capacity of power with respect to time and the location of the urea suction pipe in urea storage tank. The study includes the change of liquid volume fraction, temperature profiles and a influence of natural convection by using the commercial software STAR-CCM+(v7.06). The accuracy of the numerical analysis is estimated by comparisons with experimental data. After validation, a numerical analysis for freezing urea is conducted with four different heating power. From the results, it was found that relation of velocity of phase interface and amount of melting urea by increasing heating power in a container. There is also a difference in trend between velocity of phase interface and amounts of melting urea because of effect of natural convection.

A Numerical Study on Urea Melting Phenomena with Coolant and Electric Heaters (냉각수 및 전기히터를 이용한 우레아 해동 특성에 관한 수치적 연구)

  • Lee, Seung-Yeop;Kim, Man-Young;Park, Yun-Beom;Lee, Gyo-Woo;Kang, Hee-Young;Baek, Byung-Joon
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2011.12b
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    • pp.402-405
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    • 2011
  • 디젤엔진에서 발생되는 PM과 $NO_X$는 강화되는 배기규제의 주요 저감대상으로서 이의 저감을 위한 다양한 후처리장치가 개발되고 있다. 이중 Urea-SCR은 $NO_X$의 전환율이 높고 연비에 미치는 영향이 작기 때문에 $NO_X$저감을 위한 최선의 장치로 인식되고 있다. 하지만, 우레아 수용액의 물성치 특성으로 인하여 동절기 $-20^{\circ}C$이하로 내려가는 지역에서 동결되는 문제점을 해결해야한다. 따라서 이러한 우레아 저장탱크에 해동 시스템을 적용하여 시동초기 우레아를 적정 시간내에 안정적으로 공급가능한 기술의 확보가 필요하다. 본 연구에서는 요소수 저장탱크 내부에 냉각수 순환 가열방식(CH)과 전기 가열방식(EH)을 이용하여 동결된 요소수의 해동현상에 대한 3차원 비정상상태 수치 해석을 수행하였다. 이를 통하여 해동 과정 중 나타난 액상분율, 온도영역 그리고 자연대류를 분석하여 각 가열 방식에 대한 해동특성을 비교하였으며 순수 갈륨 융해 실험 결과값과 수치 해석 결과값를 통하여 수치 해석 방법을 검증하였다. 결론적으로 1,000ml의 우레아 수용액이 확보되기까지의 시간은 CH의 경우, 275s, 그리고 EH의 경우, 230s임을 알 수 있었다.

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