Đang tải... (xem toàn văn)
(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng phần mềm Fluent tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV1252 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNGDisel
ỜI CAM ĐOAN Tôi xin m đo n ông tr nh nghiên ứu ủ Cá số liệu, kết nêu luận văn trung thự hƣ đƣợ i ông bố ông tr nh Tp Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 11 năm 2014 Tá giả NGU ỄN Đ NH QU iii ỜI CẢM N Để hoàn thành luận văn xin hân thành ảm ơn tri ân đến: - PGS.TS Trần Th nh Hải Tùng tận t nh hƣớng n kho họ tạo điều kiện thuận lợi ho thời gi n họ tập, nghiên ứu hoàn thành luận văn - NCS.ThS Huỳnh Phƣớ Sơn nhiệt t nh giúp đ ó ý kiến đóng góp quý báu - Quý Thầy, Cơ kho Cơ khí Động lự , phịng Đào tạo tất ả Thầy, Cô giảng ạy suốt tr nh họ tập Trƣờng Đại họ Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM - B n Giám hiệu Trƣờng C o Đẳng Nghề ĐăkLăk tạo điều kiện để tơi ó thể hồn thành khó họ - Cá nh, hị họ viên lớp C o họ Kỹ thuật Cơ khí Động lự - CKO12B, Đại họ Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM ùng tất ả ngƣời thân góp ý kiến, động viên tơi suốt thời gi n họ tập Tp Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 11 năm 2014 Ngƣời nghiên ứu NGU ỄN Đ NH QU iv T M TẮT Hiện n y nhu ầu sử ụng động đốt nƣớ t nói động Diesel nói riêng lớn Trong ó động iesel Vikyno RV125-2 xi l nh, ông suất 12.5HP đ ng đƣợ sử ụng rộng rãi l nh vự sản xuất nông nghiệp Tuy nhiên, o hệ thống nhiên liệu ủ động đƣợ điều khiển hoàn toàn b ng khí nên hoạt động, động v n hƣ đáp ứng đƣợ yêu ầu kỹ thuật, gây ô nhiễm môi trƣờng tiêu h o nhiên liệu lớn Bên ạnh ạn kiệt ủ nguồn nhiên liệu l ng truyền thống (xăng iesel) ng nhƣ vấn đề ô nhiễm môi trƣờng từ loại động đốt sử ụng nhiên liệu xăng ầu iesel ngày àng trở nên nghiêm trọng Khí thiên nhiên n n (CNG) đƣợ đánh giá nguồn nhiên liệu sạ h ó trữ lƣợng lớn ó thể đƣợ sử ụng th y ho nhiên liệu truyền thống động đốt Hƣớng nghiên ứu ải tạo hệ thống nhiên liệu iesel khí thơng thƣờng thành hệ thống sử ụng nhiên liệu k p CNG-Diesel điều khiển b ng điện tử CRDI động Vikyno RV125-2 đƣợ thự Đề tài s sử ụng phần mềm động lự họ thủy khí FLUENT để xây ựng mơ h nh tính tốn mô ph ng tr nh háy ủ động Vikyno RV125-2 ùng nhiên liệu k p CNG-Diesel Từ đó, phân tí h đánh giá kết mơ ph ng đồng thời so sánh với kết thự nghiệm để hồn thiện mơ h nh Kết nghiên ứu mô ph ng giúp ho việ định hƣớng thiết kế, hế tạo hệ thống điều khiển ung ấp nhiên liệu k p CNG- iesel mô h nh thự nghiệm Nghiên ứu ý ngh ho ph p giảm bớt thử nghiệm phứ tạp, giảm hi phí ng ó ng nhƣ tiết kiệm thời gi n thử nghiệm Sự phù hợp giữ mô ph ng thự nghiệm khẳng định tính hính xá kho họ nghiên ứu v ABSTRACT Nowaday, the needs of using internal combustion engines at our country are great, especial diesel engines Diesel engine Vikyno RV125-2 with one cylinder, capacity 12,5HP is being used widely in agriculture However, due to its's fuel system is controlled by mechanical, so while Vikyno RV125-2 is working, it is not reponse many technical requirements, environmental pollutants and waste fuel Besides, the exhausted of traditional liquid fuels (gasoline and diesel) and environmental pollution from internal combustion engines using gasoline and diesel fuel is becoming more and more serious Compressed natural gas (CNG) is considered a clean fuel and have large of reserves can be used as a substitute for traditional fuels in the internal combustion engine Rehabilitation researching system diesel fuel into conventional mechanical systems using dual fuel CNG-Diesel electronically controlled CRDI (Common Rail Diesel Injection) engine Vikyno on RV125-2 be done This thesis will use Computational Fluid Dynamics (CFD) Software FLUENT to build computational models simulate combustion engine Vikyno RV125-2 dual fuel CNG-diesel Since then, analyzing and evaluating simulation results to compare with experimental results in order to complete the model The results of simulation help us to orient the design, manufacturing controling system provides dual-fuel CNG-diesel in experimental models This researching allows significant reduction in test complexity, reduce costs and save time trial The match between simulation and experiment confirm the accuracy and scientific research vi MỤC ỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv T M TẮT v MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT x DANH MỤC CÁC BẢNG xii DANH MỤC CÁC H NH ẢNH xiii CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung l nh vự nghiên ứu .1 1.1.1 Nhu cầu sử dụng động đốt Việt Nam 1.1.2 T nh h nh sản xuất, nhu cầu sử dụng động iesel xil nh Việt Nam 1.1.3 Nhiên liệu th y 1.1.4 T nh h nh nghiên ứu sử ụng CNG giới 1.1.5 T nh h nh nghiên ứu sử ụng CNG Việt N m 1.2 Mụ tiêu đối tƣợng nghiên ứu 11 1.2.1 Mụ tiêu nghiên ứu 11 1.2.2 Đối tƣợng nghiên ứu 12 1.3 Nhiệm vụ giới hạn ủ đề tài 12 1.3.1 Nhiệm vụ củ đề tài 12 1.3.2 Giới hạn củ đề tài .12 1.4 Ý ngh kho họ thự tiễn ủ đề tài 12 1.5 Phƣơng pháp nghiên ứu .12 1.6 Kết luận .13 CHƢƠNG 2.1 Lý thuyết ủ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 òng hảy rối 14 2.2 Lý thuyết tr nh háy nhiên liệu khí 17 2.2.1 Lý thuyết háy ủ hỗn hợp khơng hị trộn trƣớ .17 2.2.1.1 Lý thuyết thành phần hỗn hợp 17 vii Định ngh thành phần hỗn hợp .17 b Cá phƣơng tr nh huyển thành phần hỗn hợp 19 Thành phần hỗn hợp theo hệ số tƣơng đƣơng 20 Mối qu n hệ giữ f với thành phần khối lƣợng hất, khối lƣợng riêng nhiệt độ 21 2.2.1.2 Mô h nh tƣơng tá giữ rối hó họ .22 Mô tả hàm mật độ xá suất 22 b Đạo hàm giá trị đại lƣợng trung b nh từ thành phần hỗn hợp 23 Dạng giả định ủ hàm p f 24 2.2.2 Lý thuyết tr nh háy hỗn hợp hò trộn trƣớ 26 2.2.2.1 Tổng qu n .26 2.2.2.2 L n tràn màng lử 27 2.2.2.3 Tố độ màng lử rối .28 2.2.2.4 Tố độ màng lử hảy tầng 29 2.2.2.5 Mô h nh háy hỗn hợp hò trộn trƣớ FLUENT 30 Tính tốn nhiệt độ 30 b Tính toán khối lƣợng riêng 31 2.2.3 Lý thuyết tr nh háy hò trộn trƣớ ụ 32 2.2.3.1 Tổng qu n .32 2.2.3.2 Tính tốn đại lƣợng 32 2.2.3.3 Tố độ màng lử hảy tầng 33 Cơ sở ữ liệu tố độ màng lử hảy tầng 33 b Tổng qu n xá định tố độ háy hảy tầng b ng thự nghiệm 35 2.3 Đặ điểm ủ hệ thống nhiên liệu k p CNG-Diesel 38 2.4 Giới thiệu phần mềm FLUENT 39 2.4.1 Giới thiệu phần mềm động lự họ thủy khí FLUENT 6.3 39 2.4.2 Giới thiệu phần mềm GAMBIT 2.4 41 2.5 Kết luận .43 CHƢƠNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ VIKYNO RV125-2 44 3.1 Giới thiệu động Diesel Vikyno RV125-2 44 3.1.1 Giới thiệu 44 3.1.2 Hệ thống nhiên liệu động Vikyno RV125-2 47 viii 3.2 Hệ thống nhiên liệu k p CNG-Diesel động Vikyno RV125-2 .48 3.2.1 Cấu tạo .48 3.2.2 Nguyên lý hoạt động ủ hệ thống CRDI sử ụng nhiên liệu k p .52 3.3 Kết luận .53 CHƢƠNG MÔ H NH H A QUÁ TR NH CHÁY NHIÊN LIỆU K P CNG- DIESEL TRONG ĐỘNG CƠ VIKYNO RV125-2 54 4.1 Tính tốn mơ ph ng q tr nh háy 54 4.1.1 Thiết lập mô h nh G mbit 2.4 với điều kiện biên 54 4.1.1.1 Kí h thƣớ h nh họ ủ mơ h nh 54 4.1.1.2 Phƣơng pháp hi lƣới mô h nh 55 4.1.1.3 Thiết lập mô h nh GAMBIT 56 4.1.2 Tính tốn mơ ph ng với phần mềm FLUENT .58 4.1.2.1 Cài đặt thông số mô h nh .58 4.1.2.2 Khởi động tính tốn xử lý kết 59 4.2 Đánh giá tr nh háy 59 4.2.1 Diễn biến tr nh háy 59 4.2.2 Đánh giá ảnh hƣởng ủ yếu tố vận hành 65 4.2.2.1 Ảnh hƣởng ủ gó phun sớm 65 4.2.2.2 Ảnh hƣởng ủ độ đậm đặ hỗn hợp 67 4.2.2.3 Ảnh hƣởng ủ tố độ động đến tr nh háy 71 4.3 So sánh kết mô ph ng với thự nghiệm .75 4.3.1 Đo ông suất ủ động 75 4.3.2 So sánh kết ho mô ph ng thự nghiệm 76 4.4 Kết luận .77 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRI N 79 A Kết luận 79 B Hƣớng phát triển ủ đề tài 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ix DANH MỤC C C K HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT C C K HIỆU MẪU TỰ A TINH Vh [cm3] Thể tí h ơng tá Vc [cm3] Thể tí h buồng háy S [mm] Hành tr nh piston D [mm] Đƣờng kính xil nh n [v/ph] Số vòng qu y trụ khuỷu i Số xi l nh Wi [J] Công hỉ thị hu tr nh Ni [kW] Công suất hỉ thị Ne [kW] Cơng suất ó í h C C K HIỆU MẪU TỰ H ẠP Tỉ số n n Số kỳ s Gó phun sớm (độ) λ Hệ số ƣ lƣợng khơng khí nl Khối lƣợng riêng ủ nhiên liệu, kg/m3 kk Khối lƣợng riêng ủ khơng khí, kg/m3 Hệ số tƣơng đƣơng, độ đậm đặ ủ hỗn hợp C C CHỮ VIẾT TẮT A/F Tỉ lệ khơng khí/nhiên liệu QHV Nhiệt trị thể tí h ủ nhiên liệu ĐCT Điểm hết ĐCD Điểm hết ƣới CRDI Common Rail Diesel Injection x Hệ thống phun ầu điện tử CNG Compressed Natural Gas Khí thiên nhiên n n CFD Computational Fluid Dynamics Mơ ph ng ĐLH thủy khí máy tính LNG Liquefied Natural Gas Khí thiên nhiên hó l ng LPG Liquefied Petroleum Gas Khí ầu m hó l ng RNG Re-Normalisation Group Mô h nh k - ɛ đơn giản hó theo nhóm RSM Reynolds Stress Models Mô h nh ứng suất Reynol s LES Large Eddy Simulation Mơ h nh xốy lớn EVM Eddy Viscovity Models Mô h nh độ nhớt động EDC Eddy-Dissipation-Concept Mơ h nh tiêu tán xốy rối SLF Steady Laminar Flamelet Ngọn lử ULF Unsteady Laminar Flamelet SAE Society of Automotive Engineers Ngọn lử hảy tầng ổn định hảy tầng không ổn định Hiệp hội kỹ sƣ ô tô Ho Kỳ VEAM Tổng ông ty Máy Động lự & Máy Nông nghiệp Việt N m SVEAM Công ty TNHHMTV Động & Máy Nông nghiệp Miền N m xi DANH MỤC C C BẢNG Bản 1 Nguồn động lự ùng nông nghiệp nông thôn .1 Bản Thành phần nguyên tố, đặ tính ủ CNG nhiên liệu iesel .5 Bản Giá trị ủ hệ số ủ phƣơng tr nh 2.47 35 Bản 2 Giá trị hệ số phƣơng tr nh 2.49 36 Bản Thông số kỹ thuật ủ động Vikyno RV125-2 .45 Bản Cá thông số tiêu biểu ủ mô h nh mô ph ng 60 Bản Giá trị thành phần hỗn hợp (f) theo hệ số tƣơng đƣơng () 67 Bản Giá trị đo đặ tính ngồi ủ động Vikyno RV125-2 .75 xii p suất c ỉ t ị Pi (Pa) 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 f = 0.044 f = 0.049 f = 0.054 f = 0.059 f = 0.064 100 200 300 400 500 600 700 T ể tích xi lanh (cm3) Hình 4.21 Cơng thị c động ikyno R 125-2 sử dụng nhiên liệu kép (n = 2000 v/p; s = 200) H nh 4.20 4.21 biểu iễn đồ thị áp suất hỉ thị đồ thị ông ủ động Vikyno RV125-2 sử ụng nhiên liệu k p CNG-Diesel Biến thiên ông hỉ thị hu tr nh theo độ đậm đặ ủ hỗn hợp đƣợ giới thiệu H nh 4.22 T thấy ông hỉ thị hu tr nh đạt giá trị ự đại ứng với độ đậm đặ ủ hỗn hợp giàu = 1,1 t đơn giản hó mô h nh háy ti phun iesel b ng ti đánh lử h nh trụ không sử Côn c ỉ t ị Wi (J) ụng lƣợng O2 ó hỗn hợp để đốt háy 780 760 740 720 700 680 0.8 0.9 Hình 4.22 Biến thiên cơng thị c 1.1 1.2 chu trình theo độ đậm đ c hỗn hợp (n = 2000v/p; s = 200) 70 4.2.2.3 Ảnh hƣởng ủ tố độ động đến tr nh háy Tố độ động thông số qu n trọng ảnh hƣởng đến tính ơng tá ủ động H nh 4.23 giới thiệu iễn biến tr nh háy vị trí 10 độ s u đánh lử b ng ti phun mồi động hạy tố độ 1200 v/ph 2400 v/ph T nhận thấy ùng vị trí gó qu y trụ khuỷu, tố độ động thấp, màng lử l n truyền r x so với tố độ động lớn tố độ o Tố độ t nhiệt tố độ thấp ng o Hình 4.23 Diễn biến trình cháy động ikyno R 125-2 sử dụng nhiên liệu kép ( = 350; s= 1) Tƣơng tự, vị trí 10 độ s u đánh lử h nh 4.24 Tuy nhiên tố độ động 71 iễn biến tr nh háy đƣợ thể o, vận động xốy lố ủ ịng khí bên buồng háy gi tăng, điều giúp ải thiện tố độ háy nên biệt vị trí màng lử giữ h i giá trị tố độ không lớn piston ĐCT Hình 4.24 Diễn biến trình cháy động ikyno R 125-2 sử dụng nhiên liệu kép ( = 360; s= 1) Kết mô ph ng iễn biến áp suất tr nh háy ông hỉ thị hu tr nh ủ động Vikyno RV125-2 sử ụng nhiên liệu k p CNG-Diesel theo tố độ qu y ủ động từ 1200 v/p đến 2400 v/p đƣợ thể qu h nh 4.25 4.26 Do tố độ động thấp nên thời gi n ứng với độ gó qu y trụ khuỷu ài tố độ động o Điều ó ngh lƣợng nhiên liệu háy ứng với độ gó qu y trụ khuỷu tố độ động thấp lớn tố độ động cao 72 p suất c ỉ t ị Pi (Pa) 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 n = 1200 n = 1600 n = 2000 n = 2400 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 Góc quay trục k uỷu (độ) Hình 4.25 p suất thị c chu trình theo tốc độ động p suất c ỉ t ị Pi (Pa) ( = 1, s = 200) 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 n = 1200 v/p n = 1600 v/p n = 2000 v/p n = 2400 v/p 100 200 300 400 500 600 700 T ể tích xi lanh (cm3) Hình 4.26 Đồ thị cơng thị c chu trình theo tốc độ động ( = 1, s = 200) H nh 4.25 giới thiệu đồ thị áp suất hỉ thị H nh 4.26 giới thiệu đồ thị ông hỉ thị động hạy tố độ nh u Cá thông số vận hành ủ động giữ ố định T nhận thấy áp suất hỉ thị ự đại ủ động tăng tố độ động giảm 73 Côn c ỉ t ị Wi (J) 770 750 730 710 690 670 650 630 1200 1600 2000 2400 Tốc độ độn n(v/p) Hình 4.27 Cơng thị c chu trình (Wi) theo tốc độ động ( = 1, s = 200) H nh 4.27 biểu iễn biến thiên ông hỉ thị hu tr nh theo tố độ động Kết ho thấy ông hỉ thị động giảm khoảng 13 tố độ động Côn suất c ỉ t ị Ni (J) tăng từ 1200 vòng/phút lên 2400 vòng/phút 14 13 12 11 10 1200 1600 2000 2400 Tốc độ độn n(v/p ) Hình 4.28 Đồ thị cơng suất thị (Ni) theo tốc độ động ( = 1, s = 200) Theo h nh 4.28 t nhận thấy ông suất hỉ thị ủ động tỉ lệ nghị h với ông hỉ thị hu tr nh tỉ lệ thuận với tố độ động Do ông hỉ thị hu tr nh giảm tố độ động tăng nên đƣờng đặ tính ơng suất hỉ thị theo tố độ động khơng tuyến tính 74 4.3 So sán k t mô p ỏn vớ t ực n ệm 4.3.1 Đo suất củ độn Sau ó kết mô ph ng t tiến hành so sánh với kết thự nghiệm phòng nghiên ứu phát triển Cơng ty VIKYNO nh m mụ đí h đánh giá kết thự nghiệm với kết nghiên ứu mơ h nh hó Sơ đồ tổng qt thử nghiệm đo ông suất động Vikyno RV125-2 thể h nh 4.29 Hình 4.29 Tồn cảnh q trình thử nghiệm đo công suất động cơ.[8] Giá trị đặ tính ngồi ủ động Vikyno RV125-2 sử ụng nhiên liệu k p CNG-Diesel đo b ng thự nghiệm đƣợ thể bảng 4.3 Bảng 4.3 iá trị đo đ c t nh c n (v/p) 1200 1400 1600 Diesel Me (N.m) Ne (kW) 36.61 4.6 37.88 5.55 38.65 6.47 động ikyno R 125-2.[8] CNG – Diesel Me (N.m) Ne (kW) 38.75 4.87 39.63 5.81 40.12 6.72 1800 38.9 7.33 39.8 7.50 2000 2200 2400 38.65 37.88 36.61 8.09 8.73 9.2 39.43 38.65 37.27 8.26 8.90 9.37 75 10 Ne (kW) M (N.m) 45 diesel vikyno 44 43 diesel + CNG 42 41 40 39 38 37 36 35 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 n (v/p) diesel vikyno diesel + CNG 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 n (v/p) Hình 4.30 Biểu đồ mơ men động cơ.[8] Hình 4.31 Biểu đồ cơng suất động cơ.[8] Kết thử nghiệm ho thấy động VIKYNO RV125-2 hạy nhiên liệu k p ó kết ơng suất ự đại đƣợ bảo toàn nhƣ trƣờng hợp sử ụng hoàn toàn iesel (9,37/9,2 kW) 4.3 So sán k t cho bở mô p ỏn t ực nghiệm Trong khuôn khổ luận văn tá giả hỉ th m khảo kết đo thự nghiệm ông suất động thông qu mô men tố độ, không đo áp suất hỉ thị buồng háy V so sánh kết ho mô ph ng thự nghiệm hỉ đƣợ thự ơng suất ó í h ủ động Cơng suất ó í h ho mơ ph ng đƣợ tính tốn ự đồ thị ông hỉ thị hiệu suất giới Cơng hỉ thị hu tr nh Wi đƣợ tính theo biểu thứ : ∫ () ( ) ( ) ( ) Công suất hị thị Ni ủ động ơ: Công suất ó í h ủ động ơ: Ne = Ni.m (W) (4.4) Trong m hiệu suất giới Hiệu suất giới b o gồm tổn thất ông o phần ông bơm (giữ đƣờng thải đƣờng nạp) gây r hiệu suất truyền động từ piston đến băng thử Trong tính tốn ơng suất ó í h t 76 họn m = 0,73 [5] Côn suất có ích Ne (kW) 10 Mơ ph ng Thực nghiệm 1200 1400 1600 Hình 4.32 So sánh cơng suất có ch c 1800 2000 2200 2400 n(v/p) động giữ mô ph ng thực nghiệm Từ kết so sánh ho thấy qui luật biến thiên đƣờng đặ tính ơng suất ó í h theo tố độ động ho mô h nh phù hợp với thự nghiệm Kết mô ph ng ho giá trị ông suất lớn kết thự nghiệm Ở khu vự tố độ thấp, biệt lớn khoảng 10 vị trí 1200 v/p Nhƣng khu vự tố độ định mứ , ơng suất ho tính tốn mơ ph ng hỉ lớn ông suất ho thự nghiệm khoảng % 4.4 K t luận Kết tính tốn theo mô ph ng phù hợp với kết thự nghiệm đo đƣợ , hứng t r ng mô h nh mơ ph ng thiết lập ó độ tin ậy Khi huyển hệ thống nhiên liệu động iesel thành hệ thống sử ụng nhiên liệu k p điều khiển b ng điện tử, động v n đảm bảo đƣợ ơng suất hế độ Để ó thể so sánh hính xá kết mơ ph ng thự nghiệm, ần đo áp suất hỉ thị xi l nh động Với thiết bị tại, tá giả hƣ ó điều kiện thự Có thể thiết lập mơ h nh tính tốn mơ ph ng tr nh háy động nhiên liệu k p CNG-Diesel ự phần mềm tính tốn động lự lọ lƣu hất FLUENT với mô h nh rối k-ε tiêu huẩn, mơ h nh q tr nh háy hị trộn trƣớ ụ Ti phun mồi ó thể họn gần theo ạng h nh trụ với lƣợng đánh lử b ng 77 lƣợng o ti phun iesel ung ấp Thành phần nhiên liệu đặ trƣng nhiệt động họ ủ hỗn hợp đƣợ thiết lập lƣu trữ ƣới ạng file PDF đƣợ tính tốn trƣớ theo nhiệt độ áp suất để truy xuất nh nh q tr nh tính tốn nh m rút ngắn thời gi n tính Từ kết tính tốn mơ ph ng q tr nh háy nhiên liệu k p CNG-Diesel ho ph p t rút r kết luận s u: - Khi động sử ụng nhiên liệu k p CNG-Diesel hạy tố độ 2000 vịng/phút sử ụng CNG 100 thể tí h CH4 th gó phun sớm tối ƣu 20 độ - Khi hỗn hợp đậm đặ th hàm lƣợng CO khí thải tăng Nhiệt độ hỗn hợp buồng háy đƣờng giãn nở 78 ng tăng theo độ đậm đặ KẾT UẬN VÀ HƯ NG PH T TRIỂN A K t luận Tính tốn mơ ph ng tr nh háy ủ động Vikyno RV125-2 sử ụng nhiên liệu k p CNG-Diesel đƣợ thự nhờ phần mềm FLUENT sử ụng mô h nh rối k-ε tiêu huẩn, mô h nh háy P rti lly Premixe mô h nh ti phun mồi họn gần theo buồng háy ạng h nh trụ với lƣợng đánh lử b ng lƣợng o ti phun iesel ung ấp Thành phần nhiên liệu đặ trƣng nhiệt động họ ủ hỗn hợp đƣợ thiết lập, lƣu trữ ƣới ạng file p f theo nhiệt độ áp suất để truy xuất tr nh tính tốn Kết tính tốn mơ ph ng đƣờng đặ tính ngồi động Vikyno RV125-2 hạy b ng nhiên liệu k p CNG-Diesel phù hợp với kết thự nghiệm băng thử ông suất Kết nghiên ứu mơ ph ng ó thể định hƣớng ho ông việ thiết kế, hế tạo hệ thống điều khiển ung ấp nhiên liệu k p CNG- iesel mô h nh thự nghiệm Sự phù hợp giữ mơ ph ng thự nghiệm khẳng định tính hính xá kho họ nghiên ứu Việ huyển đổi hệ thống nhiên liệu động iesel truyền thống s ng hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử CRDI hạy b ng nhiên liệu k p ó thể đƣợ thự theo phƣơng pháp động nhiên liệu k p ( u l fuel) CNG-Diesel Phƣơng pháp sử ụng lƣợng phun iesel tối thiểu để làm lử mồi đánh lử động Trong vận hành lƣợng phun tối thiểu ần thiết để đánh lử khoảng ƣới 10 hỉ lƣợng phun động hạy b ng iesel hế độ định mứ Tuy nhiên để vịi phun khơng q nóng q tr nh hoạt động b ng nhiên liệu k p, lƣợng phun tối thiểu ần đƣợ uy tr mứ khoảng từ 10 đến 20 lƣợng phun iesel hế độ định mứ Kết tính tốn mơ h nh mô ph ng b ng phần mềm Fluent nồng độ Oxy CH4 uối tr nh háy thấp Mứ độ phát thải giảm ho thấy CNG nguồn nhiên liệu sạ h, ó ý ngh ảnh hƣởng lớn việ sử ụng làm nguồn nhiên liệu th y ho động nhiệt, góp phần giảm thiểu nhiễm mơi trƣờng 79 Kết mô ph ng ho thấy việ sử ụng hệ thống nhiên liệu k p điều khiển b ng điện tử CRDI động t nh m ng lại kết khả thi Do tính hất ủ CNG vƣợt trội so với iesel, đồng thời hệ thống đƣợ điều khiển b ng điện tử nên ho ph p tiết kiệm đƣợ lƣợng nhiên liệu iesel, giảm ô nhiễm môi trƣờng o sản phẩm háy ủ CNG độ hại so với nhiên liệu truyền thống, ông suất động độ tố độ định mứ ng o so với sử ụng hệ thống nhiên liệu ủ động nhiên liệu k p, t nghèo mà v n đảm bảo đƣợ Ở hế ó thể sử ụng lƣợng CNG ông suất ự đại ủ động nguyên thủy trƣớ huyển đổi Thự tế nghiên ứu ho thấy triển vọng ứng ụng CNG động nhiệt lớn, ần đƣợ qu n tâm phát triển nh m góp phần giảm tải nguồn nhiên liệu truyền thống, tiết kiệm nhiên liệu giảm thiểu nguồn phát thải gây ô nhiễm môi trƣờng Từ việ mô ph ng tr nh háy động Vikyno RV125-2 sử ụng hệ thống nhiên liệu k p, t ó thể mở rộng để nghiên ứu động sử ụng nhiên liệu k p B Hướn p át tr ển củ đề tà Đo áp suất hỉ thị buồng háy động để so sánh với áp suất hỉ thị ho tính tốn mơ ph ng nh m loại trừ ảnh hƣởng ủ hiệu suất giới so sánh với kết thự nghiệm Nghiên ứu tuổi thọ động hạy b ng nhiên liệu k p CNG-Diesel Nghiên ứu lự họn ầu bơi trơn thí h hợp ho động huyển s ng hạy b ng nhiên liệu k p CNG-Diesel Nghiên ứu vấn đề kí h nổ ủ động sử ụng nhiên liệu k p CNGDiesel 80 TÀI IỆU THAM KHẢO T n V ệt [1] Tổng ụ thống kê, Kết Thống kê Đi u tr Nông thôn, Nông nghiệp Th y sản năm 2011 Nhà xuất thống kê 2012 [2] Bùi Văn G , Văn Thị Bông, Phạm Xuân M i, Trần Văn N m, Trần Thanh Hải Tùng - Ơ tơ nhiễm mơi trường - Nhà xuất GD 1999 [3] Bùi Văn G , Quá trình cháy Động Đốt trong, NXBKHKT [4] Đỗ Văn D ng, Điện động & Đi u khiển động cơ, Nhà xuất Đại họ Quố gi TPHCM, 2013 [5] Nguyễn Tất Tiến, Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất giáo ụ , 2000 [6] Hồng Thị Ngọ Bí h, Lý thuyết lớp biên phương pháp t nh, NXB Khoa họ Kỹ thuật, 2004 [7] Trần Th nh Hải Tùng, Đỗ Văn D ng, Huỳnh Phƣớ Sơn, Nguyễn Văn Long Gi ng, Ph n Nguyễn Quí Tâm, Nghiên cứu, lắp đ t hệ thống nhiên liệu CRDI (Common R il Diesel Injection) động ikyno R 125-2, Tạp hí Kho họ Công nghệ Đại họ Đà Nẵng, 2013 [8] Trần Th nh Hải Tùng, Đỗ Văn D ng, Huỳnh Phƣớ Sơn, Nguyễn Văn Long Gi ng, Thái Huy Phát, Nghiên cứu chế t o hệ thống cung cấp nhiên liệu Common r il dùng nhiên liệu kép CN -diesel động ikyno R 125-2, Tuyển tập ông tr nh Hội nghị Kho họ Cơ họ Thủy khí tồn quố , 2013 [9] Lê Duy Linh, Nguyễn Thành Nhân, Sử dụng phần m m luent mơ ph ng hị trộn biog s-không kh động ikyno R 125, ĐHBK Đà Nẵng [10] Bùi Văn G , Trần Văn N m, Lê Xuân Thạ h, Lê Minh Tiến, Trƣơng Lê Bí h Trâm, Trần Th nh Hải Tùng, Nguyễn Thị Th nh Xuân, Động biog s, NXB Giáo ụ Việt N m, 2013 [11] Bùi Văn G , Trần Văn N m, Nguyễn Hữu Hƣờng, Lê Văn Lữ, Mơ hình b khu vực t nh tốn q trình cháy phân lớp c động đánh lử cưỡng phun trực tiếp LP , Hội nghị Cơ họ thủy khí tồn quố , Nhà xuất Kho họ Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội, 2003, pp.116-124 81 T n An [12] Ansys, FLUENT 6.3 User's Guide, Fluent.Inc 2006 [13] Ansys, GAMBIT 2.4 - Tutori l’s uide 2007 [14] Bui Van Ga, Pham Xuan Mai, Nguyen Huu Huong, Calculation of LPG Stratified Mixture Formation in a Direct Injection Engine, International Conference on Automotive Technololy, Hanoi, 2002 [15] Bui Van Ga, Pham Xuan Mai, Liviu Georgescu, A mathematical model for calculation of turbulence diffusion combustion in air and in Diesel engines, Proceedings of the VII International Conference of Motor Vehicles CAR2000 (FISITA, SIAR), Romania [16] W P Jones and J H Whitelaw, Calculation Methods for Reacting Turbulent Flows: A Review Combustion and Flame, 1982, 48, pp1-26 [17] V L Zimont, Gas premixed combustion at high turbulence Turbulent flame closure combustion model, Experimental Thermal and Fluid Science, 2000, Vol 21, pp.179-186 [18] V L Zimont A N Lipatnikov, A Numerical Model of Premixed Turbulent Combustion of Gases, Chem Phys Report, Vol 14(7), 1995, pp 993-1025 [19] V Zimont, W Polifke, M Bettelini, W Weisenstein, An Efficient Computational Model for Premixed Turbulent Combustion at High Reynolds Numbers Based on a Turbulent Flame Speed Closure, Journal of Engineering Gas Turbines Power, vol 120(3), 2000, pp 526-532 [20] Mohamad Metghalchi, James C Keck, Burning velocities of mixtures of air with methanol, isooctane, and indolene at high pressure and temperature, Combustion and Flame, Vol 48, 1982, pp 191-210 [21] Stephen P Marshall, Richard Stone, Crina Heghes, Trevor J Davies, Roger F.Cracknell, High pressure laminar burning velocity measurements and modelling of methane and n-butane, Combustion Theory and Modelling, Vol14(4), 2010 pp 519-540 [22] M Elia, M Ulinski, M Metghalchi, Laminar Burning Velocity of Methane- 82 Air-Diluent Mixtures, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, vol 123, 2001, pp 190-196 [23] B Galmiche, F Halter, F Foucher, P Dagaut, Effects of Dilution on Laminar Burning Velocity of Premixed Methane/Air Flames, Energy Fuels, Vol 25, 2011, pp 948-954 [24] R Stone, A Clarke, P Beckwith, Correlations for the LaminarBurning Velocity of Methane/Diluent/Air Mixtures Obtained in Free - Fall Experiments, Combustion and Flame, vol 114, 1998, pp 546-555 [25] Rallis C J., and Garforth A M., "Prog Energy Combust", Sci, vol 6, 1980, pp 303-329 [26] Hill P G., and Hung J., Combust Sci and Tech, 1980 vol 60, pp 7-30 [27] Iijima T., and Takeno T (1986), "Effects of temperature and pressure on burning velocity”, Combustion nd l me, vol 65, pp 35- 43 [28] Andrews G E., and Bradley D., "The burning velocity of methane-air mixtures", Combustion and Flame, vol 19, 1972, pp 275-288 Website [29] http://www.sveam.com/ [30] http://veam.com.vn/ [31] http://www.dongcobiogas.com [32] www.cng-vietnam.com [33] http://vi.wikipe i org/wiki/Khí_thiên_nhiên [34] http://g tf.vn/sử- ụng-cng-để-tiết-kiệm-nhiên-liệu-và-bảo-vệ-mơi-trƣờng/ [35] http://www.iangv.org/current-ngv-stats/ [36] www.worldwide.hyundai.com/WW/Showroom/Commercial/Bus/SuperAeroCity/ [37] http://www.engineeringtoolbox.com/alternative-fuels-d_1221.html [38] http://www.pvgas.com.vn/tin-tuc/tin-hoat-dong-pv-gas/trien-khai-su-dungcng-cho-giao-thong-van-tai-trong-nganh-dau-khi.14784.html 83 S K L 0 ... ứu cải tiến hệ thống nhiên liệu cho động Vikyno RV125-2 đƣợc thực Trong đó, sử ụng phƣơng án cải tạo hệ thống nhiên liệu diesel khí thơng thƣờng thành hệ thống sử dụng nhiên liệu k p CNG- Diesel... việ sử ụng nhiên liệu iesel làm ti phun mồi để đốt háy hỗn hợp CNG- khơng khí động nhiên liệu k p Sự kết hợp hệ thống CRDI sử ụng nhiên liệu k p CNG- Diesel bƣớ thiết kế ải tiến hệ thống nhiên liệu. .. tài s sử ụng phần mềm động lự họ thủy khí FLUENT để tính tốn mơ ph ng tr nh háy ủ động Vikyno RV125-2 ùng nhiên liệu k p CNG- Diesel Nghiên ứu ng ó ý ngh việ ứng ụng hệ thống nhiên liệu k p động