Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • 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
Mätning av partikelmassa i avgaser från en dieselmotor
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2006 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Particulate mass measurements of diesel exhaust gases (English)
Abstract [en]

This master thesis was a continuation of a previous study in the diesel exhaust characterization, which is part of the academical work embedded in the EMIR-1 project. The main objective of this thesis work was to finish the installation and make the proper modifications of the particulate mass measuring system located in one of the engine test cells at KTH, in order to be able to measure the mass of the particles from the exhaust of diesel engines.

This experiment requires a diluted flow sample from the exhaust that should be sent to the device that makes possible the measurement of particle mass, called TEOM. In the first stage of this project, the objective was to study and make the proper modifications in the existing KTH diluter because there were several problems to obtain a constant dilution ratio from it during tests.

This modifications were made and it resulted in a great improvement in the maximum inlet and outlet flow that this diluter can handle. Therefore another modification is proposed for controlling the inlet exhaust flow so it will be possible to regulate the dilution ratio and make it constant along a wide range of engine loads and speeds.

The second and most important stage was to make particulate mass measurements possible by analyzing the frequency signal from the TEOM device. The idea was to obtain the frequency of oscillation from the tapered element in the TEOM, and therefore with the proper correlations, be able to predict the particulate mass concentration in the exhaust flow from the engine.

An electrical problem in the TEOM circuit was detected and corrected, so the signal that carries the frequency from the TEOM can be analyzed properly. The frequency signal can be measured in a time interval with minor disturbances. In that way, it has been found an efficient way to predict the particle mass concentration in the exhaust.

Although this method is efficient, there are still some issues yet to be solved. The condensation of water and hydrocarbons inside the pipelines that affects the particulate measurements should be avoided by heating the sample flow. The idea is to get the most diluted and dry flow.

As a continuation of the present master thesis, a new thesis work has been initiated. The purpose of this future work is to implement other dilution devices as the rotating disk diluter and also a particle counter, to make it work together with the KTH diluter operating with heated lines, to avoid condensation problems.

This investigation shows that the system for measuring particulate mass works appropriately in the range studied. Some ways for improving the sampling system have also been proposed to get even more accurate results in the future research.

Abstract [sv]

Detta examensarbete är en fortsättning på en tidigare studie inom karakterisering av dieselavgaser och utgör en del av det akademiska arbetet inkluderat i EMIR-1 projektet. Huvudmålet med examensarbetet är att slutföra installationen och utföra lämpliga modifieringar av ett mätsystem som finns i en av motortestcellerna på KTH för att kunna mäta partikelmassan i avgaserna från en dieselmotor.

Mätning av partikelmassa med instrumentet TEOM kräver att provet som tas från avgaserna är utspätt. Under första delen av detta projekt var målet att studera och utföra lämpliga modifieringar av den existerande KTH-spädaren eftersom tidigare tester visat att det fanns ett flertal problem att få ett konstant spädningsförhållande från spädaren.

Dessa modifieringar gjordes och resulterade i en tydlig förbättring av det maximala in- och utloppsflöde som spädaren klarar. Ytterligare modifikationer har även föreslagits för att kontrollera inloppsflödet så det blir möjligt att reglera spädningsförhållandet och göra det konstant över ett brett register av motorvarvtal och motorlast.

Den andra och viktigaste delen var att göra partikelmassmätning möjlig genom att analysera frekvenssignalen från TEOM-instrumentet. Idén var att få ut frekvensen från den oscillerande delen i instrumentet och att därav med de rätta korrelationerna kunna bestämma masskoncentrationen av partiklar i avgasflödet från motorn.

Ett elektroniskt problem i TEOMens krets upptäcktes och korrigerades, så att den frekvensbärande signalen från TEOMen kan analyseras på ett korrekt sätt. Frekvenssignalen kan efter modifikationen mätas under ett tidsintervall med försumbara störningar. På detta sätt har ett effektivt sätt att bestämma partikelmasskoncentrationen i avgaser tagits fram. För att förbättra metoden bör dock ett par problem åtgärdas. Kondensering av vatten och kolväten inuti rören påverkar mätningarna och bör undvikas genom värmning av provtagningssystemet. Idén är att få ett kraftigt utspätt och torrt flöde.

Som en fortsättning av detta arbete har ett nytt examensarbete initierats. Målet med det kommande arbetet är att implementera andra spädningsutrustningar såsom spädaren med roterande skiva och också en partikelräknare. Partikelräknaren ska fås att fungera med KTH-spädaren i ett uppvärmt provtagningssystem för att undvika kondenseringsproblem.

Den aktuella studien visar att systemet för mätning av partikelmassa fungerar tillfredsställande under rådande förhållanden. Några förslag för förbättring av provtagningssystemet har föreslagits för att få ännu bättre resultat i kommande studier.

Place, publisher, year, edition, pages
2006.
Series
MMK 2006:16 MFM94
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-101149OAI: oai:DiVA.org:kth-101149DiVA: diva2:546542
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-23 Created: 2012-08-23 Last updated: 2012-08-23Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Rafael Villasmil(1510 kB)167 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1510 kBChecksum SHA-512
cbc922c58ae64b0f6e6b01ea705e1e959b5ebb1370279c7dac1ad4f0d5c0f27109126b5f17611fd778db345a2f843edb253f5c781bd4fa2158a732cdbdbcef3f
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 167 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: 52 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • 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