zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Nghiên cứu đặc tính cháy của nhiên liệu diesel sinh học trên động cơ diesel

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

8
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Động cơ đốt trong là một trong những nguồn động lực chủ yếu của nhiều ngành kinh tế, sản xuất, đặc biệt trong lĩnh vực giao thông vận tải. Nhiên liệu sử dụng thường là sản phẩm chưng cất từ dầu mỏ như xăng và diesel. Tuy nhiên, khí thải của động cơ dùng nhiên liệu này có chứa nhiều chất độc hại với con người và gây ô nhiễm môi trường. Bài viết trình bày việc nghiên cứu đặc tính cháy của nhiên liệu diesel sinh học trên động cơ diesel.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đặc tính cháy của nhiên liệu diesel sinh học trên động cơ diesel

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU DIESEL SINH HỌC TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Nguyễn Hữu Tuấn Trường Đại học Thủy lợi, email: nhtuan@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG các nguồn gốc nhiên liệu diesel sinh học khác nhau. Do đó, cần phải tiếp tục nghiên cứu lý Động cơ đốt trong là một trong những thuyết bằng mô hình mô phỏng và với tỷ lệ nguồn động lực chủ yếu của nhiều ngành pha trộn diesel sinh học cao hơn (B10), đặc kinh tế, sản xuất, đặc biệt trong lĩnh vực giao biệt về đặc tính cháy của nhiên liệu sinh học thông vận tải. Nhiên liệu sử dụng thường là làm cơ sở đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kỹ sản phẩm chưng cất từ dầu mỏ như xăng và thuật và phát thải của động cơ. diesel. Tuy nhiên, khí thải của động cơ dùng nhiên liệu này có chứa nhiều chất độc hại với 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU con người và gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy Nghiên cứu ứng dụng phần mềm AVL- cần phải nghiên cứu áp dụng các biện pháp Boost mô phỏng động cơ diesel D4BB sử tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải ô nhiễm dụng nhiên liệu diesel và diesel sinh học phối trong các hoạt động giao thông. trộn diesel với các tỷ lệ khác nhau. Nghiên Ngoài diesel khoáng (DO), nhiên liệu cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ diesel diesel sinh học sử dụng cho động cơ đốt sinh học tới các tính năng kỹ thuật và phát trong đang nhận được sự quan tâm trên thế thải động cơ diesel theo đường đặc tính ngoài giới. Diesel sinh học được định nghĩa là một (100% tải). Đối tượng nghiên cứu là động cơ dạng nhiên liệu dùng để thay thế diesel, có Hyundai D4BB với các thông số cơ bản được nguồn gốc từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật. trình bày trong Bảng 1 [1]. Về phương diện hóa học thì diesel sinh học là methyl, ethyl ester của những acid béo. Bảng 1. Thông số động cơ diesel D4BB Nhiên liệu diesel sinh học góp phần phát Dung tích xy lanh (cm3) 2.607 triển kinh tế nông thôn, tăng thu nhập cho Số xy lanh 4 người dân ở những nơi có tiềm năng lớn đối Đường kính x hành trình (mm) 91,1 100 với lĩnh vực nông, lâm, ngư nghiệp. Công suất lớn nhất (Kw - vòng/phút) 59-4.000 Đến nay đã có nhiều nghiên cứu trên thế Mômen lớn nhất (N.m - vòng/phút) 170-2.200 giới cũng như ở Việt Nam về nhiên liệu diesel sinh học phối trộn diesel khoáng với tỷ lệ diesel sinh học từ 0% (B0) tới 100% (B100). Các kết quả nghiên cứu đã đem lại những hiệu quả nhất định. Tuy nhiên việc sử dụng rộng rãi diesel sinh học cho động cơ đốt trong còn nhiều khó khăn do thiếu hụt nguồn nguyên liệu và giá thành sản xuất còn cao. Phần lớn các nghiên cứu thường với tỷ lệ pha trộn diesel sinh học ở mức thấp (B5) với Hình 1. Đường đặc tính ngoài động cơ thực 48
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 Đường đặc tính ngoài của động cơ thực Dựa trên các thông số kết cấu và các tài được thể hiện như trên Hình 1. liệu liên quan, mô hình mô phỏng của động Nghiên cứu mô phỏng sử dụng phương trình cơ thể hiện trên Hình 2. nhiệt động học thứ nhất để tính toán quá trình cháy trong động cơ đốt trong. Định luật nhiệt động học thứ nhất thể hiện mối quan hệ giữa sự biến thiên của nội năng (hay enthalpy) với sự biến thiên của nhiệt và công: d( mc .u ) dV dQF   pc .  d d d (1) dQw dmBB   hBB . d d Quá trình truyền nhiệt từ trong buồng cháy qua thành buồng cháy cũng như nắp xy lanh, Hình 2. Xây dựng mô hình mô phỏng piston và lót xy lanh được tính dựa vào Kết quả kiểm chứng hai mô hình bằng cách phương trình truyền nhiệt như thể hiện trên so sánh tính năng kỹ thuật trên hình 3. Với phương trình (2): nhiên liệu DO, công suất và suất tiêu hao nhiên Qwi  Ai . w .( Tc  Twi ) (2) liệu được điều chỉnh đảm bảo sai số giữa mô Mô hình Woschni 1978 phù hợp cho động phỏng và đường đặc tính nhà sản xuất sai lệch cơ diesel được sử dụng để tính toán hệ số nhỏ hơn 2%, mô hình đảm bảo độ tin cậy để truyền nhiệt. thực hiện các nghiên cứu tiếp theo. Mô hình cháy sử dụng trong nghiên cứu là mô hình AVL MCC. Tốc độ tỏa nhiệt là hàm số của lượng nhiên liệu (f1) và năng lượng động học rối (f2), như thể hiện trong phương trình (3): dQ  CComb . f1( M F ,Q ). f 2 ( k ,V ) (3) d CO là sản phẩm cháy của quá trình cháy thiếu O2, tức là CO chủ yếu sinh ra từ quá trình cháy không hoàn toàn các hydro Hình 3. Kết quả kiểm chứng cácbon. Tốc độ phản ứng tạo thành CO được 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU tính theo công thức: 3.1. Áp suất trong xy lanh d CO   CO    ( R1  R2 )  1   (4) dt  CO   Hình 4 so sánh diễn biến của áp suất trong  e  xy lanh của động cơ khi sử dụng nhiên liệu Cơ chế hình thành NOx trong mô phỏng B0 và B10 ở tốc độ 2000 vòng/phút, có dựa trên cơ sở Pattas và Hafner. Quá trình mômen lớn nhất là 164,1Nm. Kết quả cho hình thành của chúng được thể hiện qua sáu thấy nhiên liệu B0 có áp suất lớn nhất 83,2 phương trình theo cơ chế Zeldovich. bar cao hơn nhiên liệu B10 có áp suất lớn Phát thải soot (bồ hóng) thường dựa theo nhất 82,5 bar là 0,9%. Điều này là do với cơ chế được đề xuất bởi Hiroyasu và cộng sự. lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình Cơ chế này còn được gọi là cơ chế hai bước, là như nhau đối với tất cả các nhiên liệu thì mô tả sự hình thành và ô xy hoá của các phân kết quả này là do nhiệt trị của diesel sinh học tử bồ hóng bởi hai hoặc nhiều phản ứng [2]. thấp hơn nhiên liệu diesel. 49
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 3.4. Hệ số truyền nhiệt Hệ số truyền nhiệt w trong phương trình (2) khi sử dụng B10 cao hơn so với B0, mức tăng lớn nhất là 0,6%, phù hợp với diễn biến nhiệt độ trong xy lanh ở Hình 5. Hình 4. Diễn biến áp suất trong xy lanh 3.2. Nhiệt độ trong xy lanh Hình 5 thể hiện nhiệt độ cháy trong xy lanh khi dùng B0 (giá trị cực đại 1837,7K) nhỏ hơn khi dùng B10 (giá trị cực đại Hình 7. Diễn biến hệ số truyền nhiệt 1840,7K) cùng tại góc 24 độ do cùng khối lượng nhiên liệu năng lượng cung cấp cho 3.5. Tốc độ truyền nhiệt động cơ khi dùng B0 thấp hơn khi dùng B10. Hình 8 nhận thấy tốc độ truyền nhiệt trong xy lanh động cơ dùng nhiên liệu B10 cao hơn nhiên liệu B0. So với nhiên liệu B0, thay đổi tốc độ truyền nhiệt tổng trên thành xy lanh, đỉnh piston, nắp xy lanh của động cơ sử dụng nhiên liệu B10 cao hơn 1,1%. Hình 5. Nhiệt độ cháy trong xy lanh 3.3. Phần thể tích cháy Hình 8. Tốc độ truyền nhiệt 4. KẾT LUẬN Kết quả mô phỏng cho thấy, đặc tính cháy của nhiên liệu sinh học B10 thay đổi nhẹ so Hình 6. Phần thể tích cháy với nhiên liệu B0. Áp suất lớn nhất trong xy Hình 6 cho thấy phần nhiên liệu đã cháy lanh tăng 0,9%, nhiệt độ cháy lớn nhất tăng với B0 cơ bản giống và tương đương so với 0,2%, hệ số truyền nhiệt tăng 0,6% và tốc độ B10. Phần nhiên liệu đã cháy tăng nhanh từ 0 truyền nhiệt cao hơn 1,1%. độ đến 25 độ góc quay trục khuỷu, sau đó 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO tăng chậm và đến 144 độ nhiên liệu gần như đã cháy hết và thải ra ngoài khi xu páp thải [1] Hyundai (2009), Automotive diesel mở. Điều này cũng đã thể hiện phần nào hiệu engines catalogue, Perez Wholesale quả cháy tốt hơn của nhiên liệu B10. Distributor, Inc. 50

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.