Transient simulation of a catalytic converter for a dual fuel engine

Authors


Abstract

An experimental and modelling study was performed for a catalytic converter attached to a natural gas/diesel dual fuel engine. The catalytic converter was a ceramic monolith honeycomb substrate coated with a washcoat of catalyst. A multiple segmented design of converter was used. This paper describes the application of a one-dimensional finite element model for the transient and steady state operation of this converter. The model is a single channel model. The laminar flow was approximated using a dispersed plug flow model. The chemical kinetics were simulated using LHHW type expressions. Comparison of simulated results are made with experimental results for heating and cooling cycles that resulted from speed and load changes on the engine. These comparisons showed a maximum difference between experimental and predicted emission levels of about 10%.

Abstract

On a mené une étude expérimentale et réalisé la modération d'un convertisseur catalytique relié è un moteur è combustible double gaz naturel/diesel. Le convertisseur catalytique est un substrat de monolithes céramique en nid d'abeille enduit d'une couche de catalyseur. Une conception segmentée multiple a étée utilisée pour le convertisseur. On décrit dans cet article l'application d'un modèle d'éléments finis unidimensionnel pour un fonctionnement en régime transitoire et permanent du convertisseur. Ce modèle est un modèle à canal unique. L'écoulement laminaire a été approximé à l'aide d'un modèle à écoulement piston dispersé. La cinétique chimique a été simulée au moyen d'expressions de type LHHW. On effectue une comparaison entre les résultats simulés et les résultats expérimentaux pour les cycles de chauffe et de refroidissement qui résultent des changements de vitesse et de charge sur le moteur. Ces comparaisons montrent une différence maximum entre les taux d'émission expérimentaux et prédits d'environ 10%.

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