ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
BÙI VĂN HÙNG
Đề tài:
TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH
HỆ SỐ TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ GÓC ĐÁNH LỬA SỚM
ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC
CỦA ĐỘNG CƠ BIOGAS-HYDROGEN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng, 2023
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
BÙI VĂN HÙNG
Đề tài:
TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH
HỆ SỐ TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ GÓC ĐÁNH LỬA SỚM
ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC
CỦA ĐỘNG CƠ BIOGAS-HYDROGEN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí Động lực
Mã ngành : 9520116
Hướng dẫn khoa học : 1. GS. TSKH. Bùi Văn Ga
2. PGS. TS. Bùi Thị Minh Tú
Đà Nẵng, 2023
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận án nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết quả
nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình
nào khác!
Đà Nẵng, tháng năm
Nghiên cứu sinh
Bùi Văn Hùng
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC .................................................................................................................. ii
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................................ vii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. xv
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ................................................................. xvi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... xviii
1. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................................................... xviii
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ........................................................................... xxii
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .............................................. xxiii
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. xxiii
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................. xxiv
6. CẤU TRÚC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................... xxiv
7. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ............................................................... xxv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................... 1
1.1. Cơ cấu năng lượng toàn cầu trong chiến lược “Net Zero” ............................... 1
1.2. Hệ thống năng lượng tái tạo hybrid .................................................................. 4
1.3. Hệ thống năng lượng tái tạo hybrid điện mặt trời-sinh khối ............................ 7
1.4. Ảnh hưởng của hydrogen đến tính năng của động cơ .................................... 12
1.5. Kết luận .......................................................................................................... 22
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TẠO HỖN HỢP VÀ QUÁ
TRÌNH CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ ĐÁNH LỬA CƯỠNG BỨC ......................... 25
2.1. Hệ phương trình cơ bản .................................................................................. 25
2.2. Mô hình rối ..................................................................................................... 28
2.3. Mô hình cháy .................................................................................................. 31
2.3.1. Tính toán các đại lượng của quá trình cháy ............................................. 31
iii
2.3.2. Xác định vị trí màng lửa .......................................................................... 36
2.3.3. Tốc độ màng lửa chảy tầng ...................................................................... 37
2.3.4. Tốc độ cháy rối ........................................................................................ 40
2.4. Kết luận .......................................................................................................... 42
CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TẠO HỖN HỢP VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY
CỦA ĐỘNG CƠ PHUN NHIÊN LIỆU BIOGAS-HYDROGEN ........................... 43
3.1. Thiết lập mô hình............................................................................................ 43
3.1.1. Xây dựng không gian tính toán và chia lưới ........................................... 43
3.1.2. Trình tự thực hiện mô phỏng ................................................................... 46
3.2. Mô phỏng quá trình tạo hỗn hợp của động cơ ................................................ 51
3.2.1. Diễn biến quá trình nạp ............................................................................ 51
3.2.2. Ảnh hưởng của đường kính lỗ phun và áp suất phun .............................. 53
3.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng hydrogen ...................................................... 57
3.2.4. Ảnh hưởng của hàm lượng CH4 trong biogas ......................................... 59
3.2.5. Ảnh hưởng của độ mở bướm ga .............................................................. 60
3.2.6. Giản đồ phun nhiên liệu biogas-hydrogen ............................................... 63
3.3. Mô phỏng quá trình cháy và phát thải ô nhiễm của động cơ ......................... 65
3.3.1. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm ........................................................... 65
3.3.2. Ảnh hưởng của hệ số tương đương.......................................................... 71
3.3.3. Ảnh hưởng của thành phần biogas .......................................................... 74
3.3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng hydrogen ...................................................... 79
3.3.5. Ảnh hưởng của tốc độ động cơ ................................................................ 83
3.3.6. Ảnh hưởng của chế độ tải ........................................................................ 87
3.3.7. So sánh tính năng động cơ khi sử dụng biogas và biogas pha hydrogen 89
3.4. Kết luận .......................................................................................................... 91
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ
