VALIDACIN EXPERIMENTAL Y ANLISIS DE SENSIBILIDAD DE UN

VALIDACIÓN EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DE UN MODELO DE REGENERACIÓN UNI-DIMENSIONAL PARA FILTROS DE PARTÍCULAS DIÉSEL Autor: Noelia Tarazona Benito Tutor: Dr. D. Pedro Piqueras Cabrera Director experimental: Enrique José Sanchis Pacheco TRABAJO FIN DE GRADO INGENIERÍA AEROESPACIAL

ÍNDICE 1. 2. 3. 4. Introducción Validación del modelo 1 D Definición de las etapas de reactividad Análisis de sensibilidad 4. 1 Orden de reacción 4. 2 Difusión interna 4. 3 Difusión externa 4. 4 Meso-estructura 5. Conclusiones 6. Presupuesto Noelia Tarazona Benito 2/14

1. INTRODUCCIÓN • • Objetivos: • Validar la capacidad del modelo para reproducir el comportamiento del filtro durante una regeneración activa. • Analizar la posibilidad de introducir simplificaciones o mejoras al modelo. Activa Pasiva Noelia Tarazona Benito 3/14

1. INTRODUCCIÓN • Isoterma de Langmuir Noelia Tarazona Benito 4/14

2. VALIDACIÓN DEL MODELO • Noelia Tarazona Benito 5/14

3. DEFINICIÓN DE LAS ETAPAS DE REACTIVIDAD • Criterios para fijar los límites de las etapas de reactividad: • Fin iniciación/Inicio máxima reactividad: gran cambio de pendiente en la variación de tasa de regeneración. • Fin máxima reactividad/Inicio cola: mínimo absoluto de la variación de la tasa de regeneración. • Fin cola: agotamiento de la masa de hollín. Etapa de reactividad Intervalo de tiempo [s] Iniciación 0 -10 Máxima reactividad 10 -175 Cola 175 - Noelia Tarazona Benito 6/15

4. 1. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: ORDEN DE REACCIÓN ORDEN 0 ORDEN 1 Etapa de reactividad Orden 0 Orden 1 Iniciación 0 -15 Máx. reactividad 15 -85 15 -300 Cola 85 -275 300 - Noelia Tarazona Benito 7/14

4. 1. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: ORDEN DE REACCIÓN • Orden 0 Orden 1 2 0, 549 2 0, 598 0, 5 0, 669 6 0, 957 0, 3 0, 961 4 0, 979 • Conclusión: • Es posible ajustar ambos casos obteniendo el mismo resultado pero sin llegar a ser tan bueno como el caso de cinética química de orden variable. Noelia Tarazona Benito 8/15

4. 2. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: DIFUSIÓN INTERNA • • Resultados: • El módulo de Thiele aumenta con la temperatura. • No existe diferencia relevante entre suponer o no la difusión interna dentro del rango de temperaturas estudiado. Noelia Tarazona Benito 9/14

4. 3. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: DIFUSIÓN EXTERNA • Proceso que controla el gradiente de concentración de una especie entre la entrada y la salida de la pared. • Condiciones de contorno del análisis: • Tª inicial del filtro: 200ºC • Tª de entrada al filtro impuesta: escalón de distintos valores entre 650 -950ºC. • Resultados: • Existe diferencia entre suponer o no la difusión externa y dicha diferencia aumenta con la temperatura. • En regeneraciones en las que se alcancen temperaturas elevadas debería tenerse en cuenta el proceso de difusión externa. Noelia Tarazona Benito 10/15

4. 4. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: MESO-ESTRUCTURA • Parámetros Noelia Tarazona Benito Relación 11/14

4. 4. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: MESO-ESTRUCTURA • Noelia Tarazona Benito 12/14

5. CONCLUSIONES • Necesidad de considerar los fenómenos de adsorción y desorción: orden variable con la temperatura. • Etapas de reactividad: Iniciación, Máxima reactividad y Cola son dependientes del orden de reacción. • Difusión interna despreciable en el intervalo de temperaturas estudiado. • Difusión externa relevante a altas temperaturas. • Estudio meso-estructural abierto para la optimización del dimensionado de DPF y nuevas estrategias de regeneración para distribuciones heterogéneas de hollín, sabiendo que incrementos de SFA suponen regeneraciones más lentas y homogéneas. Noelia Tarazona Benito 13/14

6. PRESUPUESTO Mano de obra 16256, 35 € Amortización de los equipos 424, 50 € Material fungible 6, 05 € TOTAL 16686, 90 € Noelia Tarazona Benito 14/14

GRACIAS POR SU ATENCIÓN Noelia Tarazona Benito noetabe 1@etsid. upv. es