Farklı özellikteki duvar akışlı dizel partikül filtrelerinin basınç kaybına etkilerinin incelenmesi

Günümüzde dizel partikül filtreleri, içten yanmalı dizel motorlardan atmosfere salınan partikül maddelerin kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Partikül madde is, kısmi veya yanmamış yakıt, yağ, metaller, nitrat ve sülfattan oluşmaktadır. Egzoz gazları partikül filtresi içerisinde çapraz akış yaparak atmosfere atılmaktadırlar. Egzoz gazları çapraz akış yaparken, partikül filtresinin malzemesi olan gözenekli yapı içerisinden geçmektedir. Partikül madde, gözenekli yapı içerisinden geçememekte ve partikül filtresi içerisinde birikmektedir. İçten yanmalı motorlarda, üretici tarafından belirtilen geri basınç limitleri vardır. Geri basınç değerinin limitlerin üstüne çıkması durumunda, artık gaz kesri artmakta ve bu da motor performansını düşürmektedir. Bu nedenden dolayı, araç üzerinde motor sonrasında bulunan susturucu, partikül filtresi, katalitik konvertör gibi sistemlerin oluşturmuş olduğu geri basıncın bilinmesi gerekmektedir. Partikül filtresinin, diğer emisyon iyileştirici sistemlere göre farklı yapısından ve içerisinde biriken partikül maddenin zamanla artmasından kaynaklı olarak geri basıncının bilinmesi gerekmektedir. Bu tez kapsamında partikül filtresinin basınç kaybının matematik modeli oluşturulmuştur. Üç adet partikül filtresinin basınç kaybı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Partikül filtrelerinin katı modelleri oluşturularak akış analizleri yapılmıştır. Matematik model oluşturulurken kanalların simetrisinden yararlanılmıştır. Partikül filtresi bölgelere ayrılmış ve her bölgedeki basınç kaybı kendi içerisinde incelenmiştir. Geçirgenlik ve içsel kayıp katsayıları, gözenekli malzemeler için deneysel yollarla hesaplanabilen ve akış özelliklerine göre değişebilen sabitlerdir. Basınç kaybı ölçümleri için deney düzeneği kurulmuştur. Deney düzeneğinde, partikül filtresi içerisine ortam sıcaklığında hava gönderilmiş ve basınç kayıpları ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda matematik modelden partikül filtresine ait geçirgenlik ve içsel kayıp katsayıları hesaplanmıştır. Sonlu elemanlar yazılımı ile modellenen partikül filtrelerinin akış analizleri yapılmıştır. Çalışma sonunda deneysel ve nümerik sonuçlar karşılaştırılmıştır.