Projeto conceitual para testes de eficiência de filtragem de filtros de partículas de gasolina (GPF)
- pituabusiness
- 3 de abr. de 2023
- 3 min de leitura
Daniel Göhler, Christiane Rupf, Stephan Große, Christian Peters e Andreas Rudolph da Topas GmbH trabalharam juntos em um novo documento que temos o orgulho de apresentar hoje.
Este artigo é sobre um estudo implementado por colegas da Topas GmbH, Alemanha, numa tentativa de preencher lacunas de conhecimento existentes sobre a eficiência inicial da separação do filtro de partículas da gasolina.
Neste artigo
Por que precisamos de um projeto conceitual para testar a eficiência da filtração dos filtros de partículas de gasolina?
Os filtros de partículas de gasolina (GPFs) estão ganhando uma importância cada vez maior, uma vez que os regulamentos para as emissões de partículas do motor se tornam cada vez mais rigorosos não apenas para motores diesel. Assim, nos últimos anos, foram gastos grandes esforços no desenvolvimento dos GPFs. Mas o atual estado da arte em relação ao controle de produção relacionado à eficiência de remoção de partículas não é satisfatório, uma vez que não há condições de teste específicas (características do aerossol como substância, concentração ou tamanho do aerossol; características de processo como velocidade de face) nem critérios de qualidade definidos. Isto se deve às lacunas de conhecimento existentes em relação ao eficiência inicial da separação GPF, que não pode ser determinada por plataformas de teste de motores devido a carga significativa de espécime de teste durante os testes.
Resultados
Em seu trabalho, os autores mostram exemplarmente as curvas de eficiência de separação fracionária de um filtro de ar em diferentes velocidades faciais determinadas por meio de OPCs (Contadores de Partículas Ópticas com um limite de detecção inferior de 100 nm). Pode-se observar que a forma da curva de eficiência de separação fracionária depende fortemente da velocidade facial escolhida a que um elemento filtrante é submetido. Com o aumento da velocidade de face, partículas maiores (> 300 nm) são mais efetivamente removidas devido à separação inercial, enquanto partículas mais finas (< 200 nm) são menos efetivamente removidas devido à diminuição do tempo de residência necessário para a separação difusiva. Isto se acumula também em uma diminuição do tamanho da partícula mais penetrante (MPPS). Assim, os testes de GPF devem ser realizados em condições que imitem o máximo possível as condições reais (velocidades de face, taxas de fluxo de ar) para receber dados significativos (fracionários) de eficiência de separação. Por exemplo, a vazão de exaustão dos carros depende da potência e do tipo do motor e varia de aproximadamente 50 - 600 m³/h para carros de passageiros e atinge valores de até 1200 m³/h para caminhões a motor.
A eficiência da separação fracionada pode ser determinada tanto com instrumentos analíticos de aerossol de tamanho resolvido (como OPC ou SMPS) para um aerossol de teste polidisperso ou com instrumentos integrados de tamanho (como CPC) para diferentes aerossol de teste monodisperso ou quase-monodisperso. Um exemplo para o último é mostrado na Fig. 3.2 no papel.
Os autores admitem também que o teste do filtro de controle de produção é acompanhado de várias restrições que podem ter uma maior importância do que os dados analíticos de alta precisão. Eles observaram que o coeficiente de variação aumenta com a diminuição da eficiência de separação. A razão disso ainda não foi totalmente compreendida, mas atribuída a diferentes efeitos, incluindo mudanças nas condições de carga ou maior falta de homogeneidade da amostra em teste, bem como a incertezas estatísticas.
Conclusão
A falta de sistemas adequados de teste de controle de produção de filtros de partículas de gasolina (GPF) iniciou um programa de testes abrangente para identificar parâmetros de teste relevantes. Sobre o base dos resultados promissores das análises preliminares, bem como em análises industriais específicas exigências relativas à operação e aspectos de segurança, um novo sistema de teste de filtro (AFC 136 PC) para O controle de produção 24/7 foi projetado. Esse sistema de teste pode ser operado não apenas para gasolina
filtros de partículas, mas também para filtros de partículas diesel (DPF).
AFC 136 PC: Sistema de teste AFC 136 para controle de produção de elementos filtrantes (por exemplo, filtro de exaustão, filtro HEPA)
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