Numerical simulations of droplet evaporation in a SCR system submodel with hot air flow

Abstract

Příspěvek se zaměřuje na numerickou simulaci odpařování kapiček kapaliny v proudu horkého vzduchu v submodelu, který je vytvořen v souladu s reálnou aplikací pro systém selektivní katalytické redukce (SCR). Simulace procesů vypařování kapiček v systému SCR jsou složité, proto bylo nutné vytvořit submodel pro ověření stability modelu odpařování v CFD kódu ANSYS Fluent. Vypařování je proces, ke kterému dochází i pod bodem varu, ale jakmile teplota kapaliny dosáhne tohoto bodu, proces se stává mnohem rychlejším. Simulace se provádějí s AdBlue®, což je kapalina vyrobená z močoviny a vody. Výsledky simulace jsou porovnány s dostupnými experimenty a ukazují, že použitá metoda pro vypařování kapiček je vhodná. Tyto úspěšné výsledky znamenají, že dalším krokem je aplikace tohoto modelu na kompletní systém SCR

The paper focuses on the numerical simulation of liquid droplet evaporation in a hot air flow in a submodel which is created in conformity with a real life application in a Selective Catalytic Reduction (SCR) system. Simulations of droplet evaporation processes in the SCR system are complex, so it was necessary to create a submodel to verify the stability of the evaporation model in ANSYS Fluent CFD code. Evaporation is a complex process which happens even below the evaporation point, but once the temperature of the liquid reaches this point the process becomes a lot faster. Simulations are made with AdBlue® which is a liquid made of urine and water. The simulation results are compared with available experiments and show that the applied method for droplet evaporation is suitable. These successful results mean that the next step is the application of this model to a complete SCR system.