Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Catching Ash: Methodology for ash accumulation in diesel particulate filters
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Materials Science and Engineering.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The diesel particulate filter captures particulate matter that is produced in the diesel engine. A small fraction of particulate matter is comprised by ash forming matter. When the combustible fraction of particulate matter is removed from the filter, the ash, which is incombustible, remains. The accumulation of ash in the diesel particulate filter increases fuel consumption and shortens the lifetime of the filter. The study of ash accumulation in filters is mostly dependent on field tests; an expensive and time-consuming process. To establish a more economical testing method, both in terms of time and cost, the accumulation of ash in the filter has to be accelerated. Hence, a literature study to determine the important parameters affecting ash formation and deposition pattern has been performed and the results are presented in this thesis. Moreover, a design proposition for an accelerating ash accumulation test rig is presented. The rig design allows for the control of exhaust gas temperature and velocity, soot production rate and morphology, intervals between regeneration as well as position and method of ash forming matter introduction. A burner is used for the production of soot and ash, and the exhaust gases are guided to the filter by a blower placed downstream the filter. The blower compensates for the pressure drop, allowing the gas flow to be constant. For a more precise temperature control, a heater is placed before the inlet of the filter. The different ash production methods that can be tested are the injection of oil in the burner’s flame, the injection of oil in the gas stream, and the use of fuel doped with oil. By replacing the burner with a particle feeder, the rig can also fill the filter with ash; artificial, or collected from actual filters. Additionally, a set of considerations is provided to enable the accurate component specifications/ characterisation. The design is following a modular concept, i.e. the components’ position can change to accommodate various research goals.

Abstract [sv]

Ett dieselpartikelfilter fångar partiklar som genereras vid förbränningen i en dieselmotor. En bråkdel av partiklarna består av askbildande material. När den brännbara delen avlägsnas från filtret återstår enbart aska (som inte är brännbar). Ackumuleringen av aska i ett dieselpartikelfilter ökar bränslekonsumtionen och förkortar filtrets livslängd. Studier av askackumulering i dieselpartikelfilter är främst beroende av fälttester, vilket är både kostsamt och tidsintensivt. För att ta fram en mer ekonomisk testmetod, både avseende tid och kostnad, måste askackumuleringen i filtret kunna accelereras. Således genomfördes en litteraturstudie för att fastställa vilka testparametrar som främst påverkar askbildning och depositionsmönster i filter. I enlighet med den målsättningen har arbeten från ett flertal forskare utvärderats och sammanställts till ett designförslag för en testrigg för accelererande askackumulering. Den föreslagna testriggen medger kontroll av avgastemperatur och flöde, sotbildning, sotmorfologi, regenereringsintervall samt hur det askproducerande materialet introduceras. En brännare används för produktion av sot och aska, varefter avgaserna leds till filtret med hjälp av en fläkt. Fläkten motverkar tryckgradienten mellan in- och utloppet,vilket medger ett konstant gasflöde. För en mer precis temperaturkontroll kan en värmare placeras framför filtrets inlopp. Askproduktionsmetoder som kan testas är oljeinjektion ibrännarens flamma, oljeinjektion i gasflödet och slutligen oljeberikat bränsle. Genom att byta en brännare mot en partikelmatare kan riggen även fylla filtret med aska; artificiellt skapad eller alternativt samlad från faktiska filter. Utöver detta presenteras en serie frågeställningar som bör tas i beaktande för att möjliggöra bra specifikation av de ingående komponenterna och -karakterisering. Den föreslagna testriggen är designad utifrån ett modulkoncept, vilket innebär att komponenternas inbördes konfigurering kan varieras för att möjliggöra olika typerav tester och forskningsmål.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 73
Series
TRITA-ITM-EX ; 2019:625
Keywords [en]
diesel engine, diesel particulate filter, particulate matter, testing rig, accelerating ash accumulation
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-264841OAI: oai:DiVA.org:kth-264841DiVA, id: diva2:1375043
External cooperation
Scania AB
Educational program
Master of Science - Engineering Materials Science
Presentation
2019-09-13, 13:00 (English)
Supervisors
Examiners
Projects
AskaAvailable from: 2019-12-18 Created: 2019-12-03 Last updated: 2019-12-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2752 kB)9 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 2752 kBChecksum SHA-512
ff60dd8914f970c7ccb7d56bda0cd65944693501ad3bc3867557b53292e9321324c15b19ba3316b5081ac862fb3abd753fe1a3bfabb034ebdf9aa6d440972477
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Materials Science and Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 9 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 33 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf