Holdings: Kaltstartverhalten von Drei-Wege-Katalysatoren

Kaltstartverhalten von Drei-Wege-Katalysatoren: reaktionstechnische Untersuchung, Simulationen und Experimente

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Main Author:	Bäroth, Timo 1988- (Author)
Format:	Thesis Book
Language:	German
Published:	Darmstadt 2017
Subjects:	Verbrennungsmotor Geregelter Katalysator Kaltstart Hochschulschrift
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adam_text	Kaltstartverhalten von Drei-Wege-Katalysatoren - Reaktionstechnische Untersuchung, Simulationen und Experimente Cold-Start Behavior of Three-Way Catalytic Converters - Reaction-Engineering Study, Experiments and Simulations Zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktor-Ingenieurs (Dr -Ing ) genehmigte Dissertation von Timo Bäroth, M Sc aus Limburg / Lahn Dezember 2017 — Darmstadt — D 17 Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis IV 1 Einleitung 1 2 Aufgabenstellung und Motivation 7 3 Stand der Technik und Wissenschaft 10 3 1 Drei-Wege-Katalyse 10 311 Aufbau und Zusammensetzung von Drei-Wege-Katalysatoren 11 312 Katalytische Aktivität und Umsatzverhalten 13 3121 Thermische Effekte 13 3122 Lambda-Wert 14 3123 Verschiedene Kohlenwasserstoffspezies 15 3124 Alterungs-und Deaktivierungsprozesse 17 313 Experimentelle Testverfahren 18 314 Modellierung von Drei-Wege-Katalysatoren 20 3141 Mathematische und physikalische Modellierung 21 3142 Kinetische Modellierung 24 3 2 Kaltstartverhalten von Drei-Wege-Katalysatoren 26 4 Apparatives und Methodisches 30 4 1 Experimentell 30 411 Katalysatoren 30 412 Apparativer Aufbau der Modellgasanlage 32 4121 Gasversorgung 33 4122 Reaktor 33 4123 Analytik 36 413 Versuchsdurchführung der experimentellen Untersuchungen 38 4131 Fast Light-OffVerfahren 39 4132 NEDC-Fahrzyklus 41 4 2 Modellierung 41 421 Physikalisches Modell 42 4211 Massenbilanz 44 4212 Energiebilanz 46 422 Kinetik 47 423 Hardware 51 Inhaltsverzeichnis I 5 Ergebnisse und Diskussion 52 5 1 Experimentelle Untersuchungen 52 511 Fast Light-Off Verfahren 52 512 Einfluss von Wasser 58 513 Reversible Aktivierung / Deaktivierung 61 5131 Gasmilieu während der Präkonditionierung 62 5132 Dauer der Präkonditionierung 64 5133 Temperatur der Präkonditionierung 65 514 Einfluss verschiedener Kohlenwasserstoffe 69 5141 Reaktivität 70 5142 Inhibierungspotenzial 72 515 Effekt von externem und internem Massentransfer 77 5 2 Experimentelle Transferleistungen 80 521 Adaption an ein neues Katalysatorsystem 80 522 Modifikation zu höherer Realitätsnähe 83 5 3 Modellbildung 88 531 Grundlagen der Modellentwicklung 88 5311 Messungen und Sensitivitätsanalyse 89 5312 Gradientenbasierter Optimierungsalgorithmus 90 5313 Global agierender Optimierungsalgorithmus 92 532 Modellierung des Verhaltens von Wasser 93 533 Modellierung verschiedener Kohlenwasserstoffe 97 534 Berücksichtigung von radialer Washcoatdiffusion 101 535 Simulationsmodell des Kaltstartverhaltens von Drei-Wege-Katalysatoren 103 536 Modellierung der reversiblen Aktivierung / Deaktivierung 105 5 4 Modellvalidierung 109 541 Variation der Zielfunktion 110 542 Applikation des Modells auf andere Kaltstartszenarien 114 543 Reaktionstechnische Analyse des Kaltstartverhaltens 118 6 Zusammenfassung 133 7 Ausblick 139 Inhaltsverzeichnis 8 Anhang Vollständiges Kinetisches Modell Reaktionsgleichungen Ratengleichungen 141 141 141 142 Übersichtsplot der Simulationsstudie (Abschnitt 5 4 3) der Komponenten CxHy 144 Literaturverzeichnis 145 Abbildungsverzeichnis 154 Tabellenverzeichnis 158 Inhaltsverzeichnis
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