Integration zum Schalldämpferprototyp und Durchführung von Prüfstandsversuchen
Bearbeiter: Dipl.-Ing S. Dwenger, Dipl.-Ing P. Günther, Dipl.-Ing K. Hauff
Auf Grund weiter verschärfter Abgas-Grenzwerte bei 2-Takt-Motoren wird unter anderem zur Emissionsminderung die Verwendung eines Katalysators angestrebt. Bei einen bestehenden Konzept zeigt sich allerdings, dass auf Grund hoher Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxidkonzentrationen extrem hohe Temperaturen im Katalysator erreicht werden. Diese hohen Temperaturen führen im Betrieb zur Schädigung des Katalysators, welcher dann nach einer gewissen Zeit seine Aufgabe nicht mehr erfüllen kann.
Im Rahmen des Projektes soll geprüft werden, ob an Stelle eines Metallgestrickes ein beschichteter Metallschaum als Katalysator verwendet werden kann. Eine Kombination mit metallischen Hohlkugelstrukturen als Schallabsorberwerkstoff soll in einem neuen prototypischen Schalldämpfer für 2-Takt-motorbetriebene Kleingeräte des Gartenbaus münden, welcher Geräusch- und Abgasemissionen deutlich reduziert.
Abb. 1: Flachbettreaktor
Die Messung der katalytischen Aktivität erfolgt mit einem am Institut für Chemische Verfahrenstechnik entwickelten Flachbettreaktor (vgl. Abb. 1). Dieser erlaubt die isotherme, axial aufgelöste Vermessung der Katalysatorproben. Variationen von Reaktortemperatur, Feed-Zusammensetzung, Raumgeschwindigkeit als auch der Struktur und Alter der verwendeten Proben sollen die Entwicklung eines global-kinetischen Modells ermöglichen.
Die entwickelte Kinetik wird bei der Modellierung der durch Reaktion freigesetzten Wärme verwendet und Studien zum Thermomanagement ermöglichen. Die Modellierung und Simulation von Wärmeleitung, Reaktion in porösen Medien und Strömung eines Multi-Komponenten-Gasgemisches erlaubt es präzise Aussagen über Temperatur- und Stoffverteilung, Strömungsgeschwindigkeiten, Druckverlust, benötigtes Katalysatorvolumen, Verteilung des Katalysators, etc. im Gesamtsystem zu treffen und damit zukünftig eine optimale Auslegung des kombinierten Abgassystems zu ermöglichen.