THÔNG TIN VỀ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Tên luận án “Nghiên cứu quá trình hình thành hỗn hợp và cháy của động cơ Dual Fuel (biogas-diesel)”
Chuyên ngành: Kỹ thuật Động cơ nhiệt
Mã số: 62.52.34.01
Nghiên cứu sinh: Nguyễn Việt Hải
Người hướng dẫn:
1. GS.TSKH Bùi Văn Ga
2. PGS.TS Dương Việt Dũng
Cơ sở đào tạo: Đại học Đà Nẵng
Những đóng góp mới của luận án
1. Bay hơi của của tia phun diesel trong môi trường không khí gần với môi trường CO2 ở điều kiện áp suất buồng cháy thấp và gần với môi trường CH4 ở điều kiện áp suất buồng cháy cao. Ảnh hưởng của hỗn hợp không khí-biogas trong buồng cháy phụ thuộc vào tỉ lệ CH4/CO2 trong nhiên liệu. Trong cùng điều kiện phun và thành phần hỗn hợp môi chất, bay hơi của tia diesel giảm khi áp suất buồng cháy tăng nhưng tăng mạnh khi tăng nhiệt độ của hỗn hợp trong buồng cháy. Nồng độ hơi nhiên liệu diesel giảm 2 đến 3 lần khi áp suất tăng từ 3[bar] lên 5[bar] trong cùng điều kiện nhiệt độ.
2. Khi đánh lửa bằng ngọn lửa mồi thì điểm đánh lửa xuất hiện ở đầu tia phun, màng lửa có hình dạng ngẫu nhiên. Tốc độ gia tăng áp suất trong buồng cháy khi đánh lửa bằng tia phun mồi cao hơn khi đánh lửa bằng tia lửa điện. Khi hàm lượng CH4 trong biogas tăng thì nhiệt độ và áp suất cực đại của hỗn hợp cháy trong buồng cháy động cơ dual fuel tăng. Áp suất cháy tăng 3% khi tăng thành phần CH4 trong biogas từ 60% lên 80% khi hỗn hợp có hệ số tương đương $=0,5; mức độ gia tăng này lên 20% với hệ số tương đương $=1,01.
3. Cùng điều kiện như nhau, khi áp suất trong buồng cháy tăng lên thì nồng độ hơi nhiên liệu diesel trong buồng cháy giảm. Khi nhiệt độ hỗn hợp biogas-không khí tăng cao thì nồng độ hơi nhiên liệu diesel trong hỗn hợp cũng tăng theo. Cùng một lượng phun, khi tăng lưu lượng phun theo thời gian thì tốc độ bay hơi của hạt nhiên liệu diesel tăng. Do đó để cải thiện quá trình bay hơi và đánh lửa của động cơ dual fuel biogas-diesel chúng ta nên rút ngắn thời gian nhưng tăng lưu lượng phun.
4. Đường kính ống cung cấp biogas đối với động cơ dual fuel biogas-diesel EV2600-NB tối ưu thay đổi theo thành phần CH4 và có giá trị 17,07[mm] ứng với biogas chứa 60% CH4, 14,83[mm] ứng với biogas chứa 70% CH4 và 13,59[mm] ứng với biogas chứa 80% CH4.
5. Theo tính toán mô phỏng áp suất trong buồng cháy đạt giá trị cực đại khi hệ số tương đương của hỗn hợp ị chung trong buồng cháy đạt khoảng 1,01. Theo kết quả thực nghiệm thì công chỉ thị chu trình của động cơ dual fuel biogas-diesel đạt giá trị cực đại ứng với hệ số tương đương khoảng 1,1. Khi hệ số tương đương lớn hơn hay nhỏ hơn giá trị này, công chỉ thị chu trình của động cơ đều giảm. Sai lệch công chỉ thị cho bởi mô hình và thực nghiệm giảm dần khi 4 tiến gần đến giá trị cháy hoàn toàn lý thuyết.
6. Cùng điều kiện làm việc, áp suất trong xi lanh, công chỉ thị chu trình và công suất có ích của động cơ tăng theo hàm lượng CH4 trong biogas. Ở chế độ tốc độ định mức, công chu trình của động cơ EV2600-NB giảm 10% khi chuyển từ Biogas chứa 80% CH4 xuống 60% CH4. Công chỉ thị chu trình của động cơ cho bởi mô phỏng lớn hơn công chỉ thị chu trình thực nghiệm khoảng 8% khi trong phạm vi tốc độ động cơ từ 1000[vòng/phút] đến 2000[vòng/phút].
7. Tốc độ cháy của biogas thấp hơn tốc độ cháy của nhiên liệu lỏng truyền thống. Áp suất cực đại trong xi lanh cũng như công chỉ thị chu trình giảm khi giảm thành phần CH4 trong biogas và/hoặc tăng tốc độ động cơ. Ở điều kiện tốc độ định mức 2200[vòng/phút], công suất có ích của động cơ dual fuel thấp hơn công suất có ích của động cơ diesel nguyên thủy 12% khi chạy bằng biogas chứa 80% CH4 và 25% khi chạy bằng biogas chứa 60%CH4. Khi chuyển động cơ diesel thành động cơ dual fuel biogas-diesel cần tăng góc phun sớm để đảm bảo tính năng của động cơ.
8. Hiệu suất cơ giới của động cơ dual fuel biogas-diesel nằm trong khoảng 0,82 đến 0,89. Hiệu suất cơ giới giảm khi tăng tốc độ động cơ hoặc/và khi tăng độ mở bướm ga.
