Numerical Simulations in Selective Catalytic Reduction Systems with an Emphasis on Injection Location

Abstract

This paper is a follow-up study to previous research conducted in the field of Selective Catalytic Reduction systems. The objective of this particular study is to identify a suitable injection location for urea water solution within a chosen geometry, matching the distribution commonly used in these systems. Numerical simulations using ANSYS Fluent software were conducted, utilizing an evaporation model that had been fine-tuned based on experimental data. The droplet size injected from the nozzle was also determined from experimental data. The boundary condition applied to the walls was the “Wall-Jet” model, chosen as a compromise for time efficiency. Over one hundred simulations were conducted at more than fifty locations, with the results presented here serving as interim findings. Future research will investigate the application of the recommended injection sites in geometries similar to those used in SCR systems.

Tento článek navazuje na předchozí výzkum systému se selektivní katalytickou redukcí. Cílem této konkrétní studie je určit vhodné místo pro vstřikování vodného roztoku močoviny v rámci zvolené geometrie, které odpovídá běžně používanému v těchto systémech. Byly provedeny numerické simulace pomocí softwaru ANSYS Fluent s využitím modelu odpařování, který byl vyladěn na základě experimentálních údajů. Velikost kapek vstřikovaných z trysky byla rovněž určena na základě experimentálních údajů. Okrajovou podmínkou aplikovanou na stěny byl model "Wall-Jet", zvolený jako kompromis pro časovou efektivitu. Bylo provedeno více než sto simulací na více než padesáti místech, přičemž zde uvedené výsledky slouží jako průběžné zjištění. Budoucí výzkum bude zkoumat použití doporučených míst vstřikování v geometriích podobných těm, které se používají v systémech SCR.