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

Noelia Tarazona Benito ÍNDICE Introducción Validación del modelo 1D 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 Conclusiones Presupuesto Noelia Tarazona Benito

Noelia Tarazona Benito 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

Noelia Tarazona Benito 1. INTRODUCCIÓN     Isoterma de Langmuir Noelia Tarazona Benito

Noelia Tarazona Benito 2. VALIDACIÓN DEL MODELO   Noelia Tarazona Benito

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

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

4.1. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: ORDEN DE REACCIÓN   Orden 0 Orden 1 2 0,549 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

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

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

4.4. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: MESO-ESTRUCTURA   Parámetros Relación Noelia Tarazona Benito

4.4. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD: MESO-ESTRUCTURA   Noelia Tarazona Benito

Noelia Tarazona Benito 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

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

GRACIAS POR SU ATENCIÓN Noelia Tarazona Benito noetabe1@etsid.upv.es