Riassunto analitico
In questa tesi si andrà ad analizzare l’indice di uniformità (UI - Uniformity Index) del flusso interno al modulo di trattamento dei gas di scarico (ATS – After Treatment System) in modo da ottimizzare la conversione dei prodotti inquinanti della combustione. Affinché il modulo ATS lavori in maniera ottimale è richiesto un valore di UI nell’intorno dello 0.95 in corrispondenza di una sezione posta a 20 mm dall’ingresso di quest’ultimo. Dunque, se la geometria dello scarico dovesse essere talmente complessa da impedire un buon valore di UI, è opportuno introdurre un deflettore per ottenere i valori di UI richiesti. In particolare, si analizzerà il flussaggio di aria a freddo del sistema di scarico di un motore Diesel di applicazione trattoristica in 3 differenti condizioni operative: massimo, medio e minimo carico. Pertanto, per tener conto della variazione chimica dei gas di scarico, nelle diverse condizioni di carico, si sono variate densità e viscosità dinamica dell’aria. Inoltre, in questa trattazione, data la continua esigenza di ridurre l’ingombro dello scarico, si è considerata, oltre all’applicazione trattoristica, un’applicazione teorica, al limite della realizzabilità, in cui si è estremizzata la geometria dello scarico in modo da ottenere dei valori di UI bassi. Sostanzialmente si è considerato il “worst case”, basato sull’applicazione trattoristica, in modo da poter sviluppare un deflettore che sia efficiente per diverse geometrie dell’impianto di scarico.
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Abstract
In this thesis we will analyze the uniformity index (IU - Uniformity Index) of the flux inside the exhaust gas treatment module (ATS – After Treatment System) in order to optimize the conversion of combustion pollutants.
In order to allow the ATS module to work optimally, a value of UI is required around 0.95 at a section set 20 mm from the input of the ATS module. Therefore, if the geometry of the exhaust has to be so complex as to prevent a good value of UI, it is appropriate to introduce a deflector to obtain the required UI values.
In particular, we will analyze the cold air flow of the exhaust system of a Diesel engine for tractor application under 3 different operating conditions: maximum, medium and minimum load. Therefore, in order to take into account the chemical variation of exhaust gases, in the different load conditions, density and dynamic viscosity of the air have varied.
Moreover, due to the continuous need to reduce the encumbrance of the exhaust system, in this discussion it was considered an theoretical application, at the limit of realizability, in which the geometry of the exhaust has been extremized: this geometry shows low UI values. Basically it was considered the “worst case”, based on the tractor application, in order to develop a deflector that is efficient for different geometries of the exhaust system.
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