Simulation von Umlagerungsvorgängen reaktiv-inerter Partikelstrukturen in Wandstromfiltern

Wandstromfilter werden größtenteils in der Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren verwendet. Ruß wird dabei im Filter abgeschieden unddurch eine kontinuierliche oder periodische Regeneration mittels Oxidation wieder aus diesem entfernt. Ein Inert-Anteil verbleibt jedoch im Filter und bildet unterschiedliche Ablagerungsmuster. In Abhängigkeit dieser Muster kann es neben einer Verbesserung des Abscheidegrads auch zu einem Anstieg des Druckverlusts kommen. Ursächlich für die Ausbildung einzelner Muster sind Umlagerungsvorgänge während der Regeneration durch das Ablösen einzelner Partikel-Agglomerate von der Filteroberfläche. Der Ablöseprozess und die anschließende Resuspension in die Strömung der einzelnen Agglomerate wird von dem Verhältnis zwischen hydrodynamischen und adhäsiven Kräften bestimmt (Wang et al. 2020). Mit Hilfe der Homogenised Lattice Boltzmann Methode (HLBM) werden aufgelöste Partikelsimulationen im Rahmen der open source Software OpenLB (Krause et al. 2020) durchgeführt. Hiermit werden die beschriebenen Kräfte ermittelt und Ablöse- und Umlagerungsvorgängen von Partikeln und Partikel- Agglomeraten detailliert untersucht.
... mehr
[1] Krause et al. (2020). OpenLB – Open source lattice Boltzmann code. Computers & Mathematics with Applications.
[2] Wang et al. (2020). The origin, transport, and evolution of ash in engine particulate filters. Applied Energy, 263, 114631.