Diseño de una instalación experimental para el estudio de la inyección de urea en condiciones de gases de escape de un motor de combustión

Abstract

[ES] Los sistemas de reducción catalítica selectiva (SCR, Selective Catalytic Reduction) basados en una solución de urea en agua (UWS, Urea-water solution) es una prometedora tecnología con un gran potencial que permitirá cumplir con las normativas de emisiones de óxidos de nitrógeno (NOX), cada vez más restrictivas. Parámetros como la presión de inyección o la orientación del inyector, así como el gasto de los gases de escape y su temperatura, entre otros, modi can el tiempo de vaporización y la homogeneidad de la mezcla urea-gas de escape. El presente Trabajo Final de Grado desarrolla una herramienta experimental para el estudio óptico de la inyección de urea. Una instalación para la generación de un ujo de aire en la que se podrán ajustar tanto el gasto másico como la temperatura, permitiendo simular diferentes puntos de funcionamiento del motor, y una maqueta con 4 accesos ópticos para el estudio con diferentes técnicas ópticas han sido diseñadas.

[CA] Els sistemes de reducció catalítica selectiva (SCR, Selective Catalytic Reduction) basats en una solució d'urea en aigua (UWS, Urea-water solution) és una prometedora tecnologia amb un gran potencial que permetrà complir amb les normatives d'emissions d'òxids de nitrògen (NOX), cada vegada més restrictives. Paràmetres com la pressió d'injecció o l'orientació de l'injector, així com la despesa dels fums d'escape i la seua temperatura, entre altres, modican el temps de vaporització i l'homogeneïtat de la mescla urea-gas de fuga. El present Treball Fi de Grau desenvolupa una ferramenta experimental per a l'estudi òptic de la injecció d'urea. Una instal·lació per a la generació d'un flux d'aire en què es podran ajustar tant la despesa màssica com la temperatura, permitint simular diferents punts de funcionament del motor, i una maqueta amb 4 accessos òptics per a l'estudi amb diferents tècniques òptiques han sigut dissenyades.

[EN] The selective catalytic reduction (SCR, Selective Catalytic Reduction) systems based on a solution of urea in water (UWS, Urea-water solution) are a promising technology with great potential in order to meet the standards of emissions of oxides of nitrogen (NOX), increasingly restrictive. Parameters such as injection pressure or nozzle orientation, as well as the mass flow of gas exhaust and its temperature, among other, might a ect the mixing time and the homogeneity of the exhaust urea-gas mixture. The aim of the present Final Degree's Project is to develop a research tool for the optical study of urea injection. A facility for the generation of a flow of air that can provide a desired mass ow at a certain temperature, in order to simulate di erent operating points of the engine. The project also includes the disign of a chamber with 4 optical accesses that will allow to perform studies with di erent optical techniques.