(Luận văn) nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số phun ethanol vào đường nạp đến các chỉ tiêu công tác của động cơ lưỡng nhiên liệu diesel ethanol

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HOÀNG TUẤN HẢI lu an n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ PHUN ETHANOL VÀO ĐƯỜNG NẠP ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ LƯỠNG NHIÊN LIỆU DIESEL - ETHANOL d oa nl w an lu u nf va LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ll Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực oi m z at nh z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th i an Lu Thái Nguyên - Năm 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN si LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Ngun, Phịng Đào tạo Khoa kỹ thuật Ơ tô Máy động lực cho phép thực luận văn Xin cảm ơn Phòng Đào tạo Khoa kỹ thuật Ơ tơ Máy động lực hỗ trợ giúp đỡ suốt trình tơi học tập làm luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Trung Kiên hướng dẫn tơi tận tình chu đáo mặt chun mơn để tơi thực hồn thành luận văn lu an Tơi xin cảm ơn lãnh đạo, đồng nghiệp Cơ quan nơi công tác n va tạo điều kiện động viên tơi suốt q trình học tập tn to Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy phản biện, thầy gh hội đồng chấm luận văn đồng ý đọc duyệt góp ý kiến q báu để tơi p ie hoàn chỉnh luận văn w Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, oa nl người động viên khuyến khích tơi suốt thời gian tơi học tập d Tuy nhiên cịn có hạn chế thời gian kiến thức lu va an thân nên đề tài tơi cịn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận ll u nf góp ý để luận văn hồn thiện m oi Học viên z at nh z gm @ Hoàng Tuấn Hải m co l http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th ii an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn * Ý nghĩa khoa học: lu an * Ý nghĩa thực tiễn: n va Đối tượng nghiên cứu tn to Phương pháp nghiên cứu gh Phạm vi nghiên cứu p ie Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU oa nl w 1.1 Vấn đề thiếu hụt lượng ô nhiễm môi trường d 1.2 Tổng quan nhiên liệu sinh học an lu 1.3 Nhiên liệu ethanol u nf va 1.3.1 Tính chất vật lý ethanol 1.3.2 Công nghệ sản xuất ethanol 10 ll oi m 1.3.3 Tình hình sản xuất ethanol giới Việt Nam 14 z at nh  Tình hình sản xuất sử dụng ethanol giới 14  Tình hình sản xuất sử dụng ethanol Việt Nam 16 z 1.3.4 Nghiên cứu ứng dụng ethanol cho động diesel 18 @ gm  Tình hình nghiên cứu nước 18 l  Tình hình nghiên cứu ngồi nước 19 m co 1.4 Kết luận chương 24 an Lu CHƯƠNG MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ 25 SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU DIESEL - ETHANOL 25 n ac th iii http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN si 2.1 Vấn đề kiểm sốt phát thải độc hại động đốt 25 2.1.1 Đặc điểm phát thải độc hại động đốt 25 2.1.2 Các biện pháp giảm phát thải độc hại 28 2.2 Giới thiệu phương pháp mơ hình tính tốn q trình công tác động 30 2.2.1 Phương pháp Grinhevesky - Mading 30 2.2.2 Mơ hình tính theo Vibe 31 2.2.3 Mơ hình Vibe mở rộng 32 2.2.4 Mơ hình theo Glagơlep 32 lu 2.2.5 Mơ hình theo Vơlơđin 33 an 2.3 Mơ hình cung cấp lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol 34 n va 2.4 Lựa chọn mơ hình phương pháp tính 35 2.4.2 Xác định thay đổi thông số đặc trưng kích thước hình học gh tn to 2.4.1 Mơ hình vật lý phương trình tính tốn 35 p ie xi lanh động 36 w 2.4.3 Tính nhiệt lượng tỏa cháy xi lanh 39 oa nl 2.4.4 Tính trao đổi nhiệt xi lanh động 41 d 2.5 Tính tốn thơng số nhiệt động động V12 42 lu an 2.5.1 Mơ hình hóa động V12 42 u nf va 2.5.1.1 Giới thiệu chung phần mềm GT-Power 42 2.5.1.2 Xây dựng mơ hình động V12 44 ll oi m 2.5.2 Kết tính tốn động V12 48 z at nh 2.6 Kết luận chương 51 CHƯƠNG MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI ĐIỂM PHUN 52 z VÀ TỐC ĐỘ PHUN ETHANOL VÀO ĐƯỜNG NẠP 52 @ gm ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL V12 52 l 3.1 Đặt vấn đề 52 m co 3.2 Mô ảnh hưởng thời điểm phun ethanol 52 an Lu 3.2.1 Ảnh hưởng thời điểm phun ethanol tới tiêu công tác động 53 n ac th iv http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si  Ảnh hưởng tới nhiệt độ môi chất xi lanh 53  Ảnh hưởng tới áp suất môi chất xi lanh 54  Ảnh hưởng tới dịng nhiệt mơi chất truyền cho thành vách buồng cháy 56  Ảnh hưởng tới tốc độ tỏa nhiệt 57  Ảnh hưởng tới quy luật cháy nhiên liệu 58 3.2.2 Ảnh hưởng tới tiêu phát thải động 60  Ảnh hưởng tới thành phần phát thải CO2 60  Ảnh hưởng tới thành phần phát thải NOx 61 lu 3.3 Mô ảnh hưởng tốc độ phun ethanol 61 an 3.3.1 Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol tới tiêu công tác 62 n va  Ảnh hưởng tới nhiệt độ môi chất xi lanh 62  Ảnh hưởng tới dòng nhiệt 64  Ảnh hưởng tới tốc độ tỏa nhiệt môi chất xi lanh 65 p ie gh tn to  Ảnh hưởng tới áp suất môi chất xi lanh 63 w  Ảnh hưởng tới quy luật cháy nhiên liệu 66 oa nl 3.3.2 Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol tới thành phần phát thải 66 d  Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol đến phát thải NOx 66 lu an  Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol đến phát thải CO2 68 u nf va 3.4 Kết luận chương 68 KẾT LUẬN CHUNG 70 ll oi m TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 z at nh z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th v an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải LNG Khí thiên nhiên hóa lỏng CNG Khí nén thiên nhiên LPG Khí dầu mỏ hóa lỏng HVO Dầu thực vật/mỡ động vật hydro hóa BTL Sinh khối hóa lỏng m Thống số đặc trưng cháy x Quy luật cháy lu Tốc độ cháy an dx/d n va p ie gh tn to mnl Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình, [kg/ct] QH Nhiệt trị thấp nhiên liệu PM Chất ô nhiễm dạng hạt FFV Phương tiện sử dụng nhiên liệu linh hoạt d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th vi an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính chất vật lý ethanol 10 Bảng 2.1 Các phần tử mơ hình động V12 44 Bảng 2.2 Các thông số đầu vào động V12 sử dụng mơ hình 46 Bảng 2.3 Kết tính tốn tiêu cơng tác động V12 49 Bảng 2.4 Kết tính tốn so sánh với số liệu nhà sản xuất 49 theo đặc tính ngồi động V12 49 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th vii an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN si DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ sản xuất ethanol từ lúa mì xi-rơ đường 12 Hình 1.2 Sơ đồ sản xuất ethanol từ xenluloza 13 Hình 2.1 Sự lựa chọn nhiên liệu thay 30 Hình 2.2 Sơ đồ động lưỡng nhiên liệu diesel-alcohol, [1] 34 Hình 2.3 Mơ hình dịng lượng khối lượng qua biên 35 thể tích xi lanh chu trình [3] 35 Hình 2.4 Sơ đồ cấu khuỷu trục truyền động 37 trường hợp tổng quát 37 lu an Hình 2.5 Các thơng số hình học xu páp dùng để xây dựng mơ hình 38 n va Hình 2.6 Hình dáng quy luật tỏa nhiệt cháy theo Vibe 40 tn to Hình 2.7 Mơ hình động V12 44 gh Hình 2.8 Cửa sổ giao diện nhập liệu cho phần tử vòi phun ethanol 51 p ie vào đường nạp động 51 w Hình 2.9 Mơ hình nhánh cụm đường ống nạp động V12 51 oa nl thiếp lập mơ hình chạy lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol 51 d Hình 3.1 Diễn biến nhiệt độ môi chất xi lanh động lưỡng nhiên liệu lu va an diesel - ethanol thay đổi thời điểm phun ethanol vào đường nạp 53 u nf Hình 3.2 Nhiệt độ cực đại môi chất công tác xi lanh động 54 ll lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol thay đổi thời điểm phun ethanol 54 m oi Hình 3.3 Diễn biến áp suất mơi chất xi lanh động thay đổi thời z at nh điểm phun ethanol vào đường nạp 55 z Hình 3.4 Áp suất cực đại động lưỡng nhiên liệu diesel – ethanol gm @ thay đổi thời điểm phun ethanol 55 l Hình 3.5 Tốc độ tăng áp suất trung bình động lưỡng nhiên liệu diesel - m co ethanol thay đổi thời điểm phun ethanol 56 an Lu Hình 3.6 Dòng nhiệt động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol 57 thay đổi thời điểm phun ethanol vào đường nạp 57 n ac th viii http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si Hình 3.7 Tốc độ tỏa nhiệt mơi chất động lưỡng nhiên liệu diesel ethanol thay đổi thời điểm phun ethanol vào đường nạp 58 Hình 3.8 Quy luật cháy động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol 59 thay đổi thời điểm phun ethanol vào đường nạp 59 Hình 3.9 Đặc tính phát thải CO2 động lưỡng nhiên liệu 60 diesel - ethanol thay đổi thời điểm phun ethanol 60 Hình 3.10 Đặc tính phát thải NOx động lưỡng nhiên liệu 61 diesel - ethanol thay đổi thời điểm phun ethanol 61 Hình 3.11 Các tốc độ phun ethanol vào đường nạp 62 lu an động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol 62 n va Hình 3.12 Diễn biến nhiệt độ môi chất công tác động lưỡng nhiên liệu 63 tn to diesel - ethanol theo tốc độ phun ethanol khác 63 gh Hình 3.13 Diễn biến áp suất mơi chất công tác xi lanh động 64 p ie lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol theo tốc độ phun ethanol khác 64 w Hình 3.14 Dòng nhiệt động thay đổi tốc độ phun ethanol 64 oa nl vào đường nạp 64 d Hình 3.15 Tốc độ tỏa nhiệt môi chất động lưỡng nhiên liệu diesel lu va an - ethanol thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp 65 u nf Hình 3.16 Quy luật cháy động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol thay ll đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp 66 m oi Hình 3.17 Đặc tính phát thải NOx động lưỡng nhiên liệu 67 z at nh diesel - ethanol thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp 67 z Hình 3.18 Đặc tính phát thải CO2 động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol m co l gm @ thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp 68 http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th ix an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN si MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện lượng ô nhiễm môi trường hai vấn đề quan trọng cấp bách cần giải Thực tế cho thấy, với phát triển mạnh mẽ cơng nghiệp kéo theo lượng lượng cần cho tăng lên lớn Trong nguồn lượng hóa thạch ngày cạn kiệt, theo dự báo nhà khoa học với tốc độ khai thác nay, trữ lượng xăng dầu toàn giới đủ cho khoảng năm Mặt khác việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm lu an trọng Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch thải nhiều khí nhiễm COx, n va NOx, SOx, hợp chất hydrocacbon, bụi… gây nên nhiều hiệu ứng xấu đến tn to môi trường, hệ sinh thái ảnh hưởng lớn đến chất lượng sống gh Vì việc tìm nguồn lượng có khả tái tạo thân p ie thiện với môi trường điều quan trọng cần thiết Bên cạnh việc sử dụng w nguồn lượng lượng thủy điện, lượng nguyên tử, oa nl lượng mặt trời, lượng gió, lượng thủy triều… Năng lượng có nguồn d gốc sinh học quan tâm lu va an Nhiên liệu sinh học cho động nói chung phương tiện giao thơng u nf nói riêng nhận quan tâm lớn giới Một mặt nhiên liệu sinh ll học góp phần giải vấn đề thiếu hụt lượng ô nhiễm môi trường m oi Mặt khác nhiên liệu sinh học góp phần phát triển kinh tế nông thôn, tăng thu z at nh nhập cho người dân vùng sâu, vùng xa Một phát triển bền vững, phát z triển kinh tế gắn liền với yếu tố xã hội mơi trường có vai trị thiết yếu gm @ quốc gia, lãnh thổ nguồn lượng xanh, lượng có l phát thải cácbon thấp nhận ưu tiên phát triển m co Ngày nay, với phát triển vượt bậc ngành Khoa học - Kĩ an Lu thuật đặc biệt khởi đầu công nghiệp 4.0 hình thành trở thành xu hướng phát triển chung kinh tế giới Ngành n ac th http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si  Ảnh hưởng tới thành phần phát thải NOx lu an n va p ie gh tn to Hình 3.10 Đặc tính phát thải NOx động lưỡng nhiên liệu w diesel - ethanol thay đổi thời điểm phun ethanol oa nl Biến thiên hàm lượng phát thải NOx theo thời điểm phun ethanol d thể hình 3.10 Kết cho thấy, trình cháy giãn nở lu va an trình thải phát thải NOx có thay đổi mạnh so với diesel khoáng, đặc u nf biệt lượng phun ethanol phun muộn phát thải NOx ll giảm mạnh, điều giải thích nhiệt độ mơi chất xi lanh m oi thấp cho với thời điểm phun cịn lại z at nh 3.3 Mơ ảnh hưởng tốc độ phun Ethanol z Mô thực sau: ứng với mức chia sẻ 30% khối @ gm lượng với diesel khoáng, ta có lượng ethanol cần thiết phun vào đường nạp gọi l gct-[ethanol], lượng phun ta tiến hành cố định thời điểm bắt đầu m co phun, thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp minh họa hình http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th 61 an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si 3.11 Kết mô ảnh hưởng tốc độ phun ethanol khác tới tiêu công tác động phân tích chi tiết lu an n va p ie gh tn to w động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol d oa nl Hình 3.11 Các tốc độ phun ethanol vào đường nạp lu va an 3.3.1 Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol tới tiêu công tác u nf  Ảnh hưởng tới nhiệt độ môi chất xi lanh ll Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol khác tới nhiệt độ môi chất m oi cơng tác thể hình 3.12 Thông qua kết này, nhận thấy z at nh so với diesel khống tốc độ phun nhiệt độ môi chất giảm, z nhiên tốc độ phun (Inj-Rate_1) (Inj-Rate_2) khơng có thay gm @ đổi, tốc độ phun thấp sụt giảm rõ ràng Điều l giải thích tốc độ phun thấp thời điểm phun kết thúc vào cuối m co q trình nạp nên chất lượng bay hơi, hịa trộn với khơng khí khơng tốt n ac th 62 http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu so với tốc độ phun cao si lu an n va tn to p ie gh Hình 3.12 Diễn biến nhiệt độ môi chất công tác động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol theo tốc độ phun ethanol khác nl w  Ảnh hưởng tới áp suất môi chất xi lanh oa Thông qua kết hình 3.13 nhận thấy rằng, thay đổi áp suất môi d chất công tác động lưỡng nhiên liệu thấp so với diesel khoáng lu va an tập trung nhiều xung quanh điểm áp suất đạt giá trị cực đại Khi giảm tốc u nf độ phun ethanol vào đường nạp, dẫn tới chất lượng phun ethanol bay ll hòa trộn giảm so với tốc độ phun cao nên dẫn tới làm giảm áp suất cực m oi đại xi lanh Ngoài ra, tốc độ tăng áp suất trung bình khơng thay đổi q z at nh nhiều điều chỉnh thời điểm bắt đầu phun ethanol giữ nguyên z tốc độ phun m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th 63 an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si lu an n va lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol theo tốc độ phun ethanol khác ie gh tn to Hình 3.13 Diễn biến áp suất mơi chất cơng tác xi lanh động p  Ảnh hưởng tới dòng nhiệt d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ Hình 3.14 Dịng nhiệt động thay đổi tốc độ phun ethanol n ac th 64 http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu vào đường nạp si Cũng giống ảnh hưởng thời điểm phun ethanol tới dòng nhiệt, thay đổi tốc độ phun ethanol dẫn tới giảm dòng nhiệt động Tuy nhiên, sụt giảm diễn xung quanh ĐCT thời điểm đầu trình cháy giãn nỡ Và thay đổi không nhiều so với ảnh hưởng thời điểm phun ethanol  Ảnh hưởng tới tốc độ tỏa nhiệt môi chất xi lanh Diễn biến tốc độ tỏa nhiệt môi chất xi lanh khảo sát theo tốc độ phun ethanol khác thể chi tiết hình 3.15 Qua kết nhận thấy, thời điểm bắt đầu tỏa nhiệt động lưỡng lu an nhiên liệu diesel - ethanol không muộn so với với diesel khoáng n va so với chế độ khảo sát có tốc độ phun cao Sự thay đổi lớn tốc tn to độ tỏa nhiệt diễn xung quanh ĐCT thời điểm đầu trình cháy giãn p ie gh nở tốc độ phun ethanol thấp d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ Hình 3.15 Tốc độ tỏa nhiệt môi chất động lưỡng nhiên liệu n ac th 65 http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN an Lu diesel - ethanol thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp si  Ảnh hưởng tới quy luật cháy nhiên liệu Kết quy luật cháy nhiên liệu động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol thay đổi tốc độ phun ethanol thể hình 3.16 Qua kết này, nhận thấy quy luật cháy nhiên liệu thay đổi nhỏ so với động sử dụng nhiên liệu diesel khoáng Điều giải thích do: thời điểm phun nhiên liệu diesel lượng ethanol phun vào đường nạp khơng thay đổi, tốc độ phun ethanol có thay đổi không ảnh hưởng tới thời điểm cháy nhiên liệu lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 3.16 Quy luật cháy động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp z 3.3.2 Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol tới thành phần phát thải @ gm  Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol đến phát thải NOx m co l Biến thiên hàm lượng phát thải NOx theo tốc độ phun ethanol thể hình 3.17 Kết cho thấy, trình cháy giãn nở trình n ac th 66 http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu thải phát thải NOx có thay đổi mạnh so với diesel khoáng, đặc biệt si lượng phun ethanol phun với tốc độ phun thấp phát thải NOx giảm mạnh, điều giải thích nhiệt độ mơi chất xi lanh thấp cho với tốc độ phun ethanol cao Ngoài ra, lượng ethanol ảnh hưởng tốc độ phun tới thành phần phát thải NOx không lớn thay đổi thời điểm bắt đầu phun ethanol lu an n va p ie gh tn to d oa nl w lu va an Hình 3.17 Đặc tính phát thải NOx động lưỡng nhiên liệu ll u nf diesel - ethanol thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp oi m z at nh z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th 67 an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN si  Ảnh hưởng tốc độ phun ethanol đến phát thải CO2 lu an n va gh tn to p ie Hình 3.18 Đặc tính phát thải CO2 động lưỡng nhiên liệu diesel - w ethanol thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp oa nl Biến thiên phát thải CO2 thay đổi tốc độ phun ethanol so với trường d hợp động chạy diesel gốc chế độ thể hình 3.18 lu va an Thơng qua đó, nhận thấy tốc độ phun ethanol nhỏ lượng phát thải u nf CO2 có xu hướng giảm đi, nhiên xu hướng giảm nhỏ ll lượng ethanol chia sẻ điều chỉnh thời điểm bắt đầu phun ethanol vào oi z at nh 3.4 Kết luận chương m đường nạp z - Trên sở số liệu động V12 xây dựng mơ hình mơ @ gm động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol ethanol chia sẻ 30% m co dạng tốc độ phun thời điểm phun khác l khối lượng với diesel khoáng, thiết lập vịi phun ethanol có kể đến http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th 68 an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si - Khi thay đổi thời điểm bắt đầu phun ethanol vào đường nạp dẫn nhiệt độ áp suất môi chất xi lanh có xu hướng giảm dần phun ethanol muộn Động làm việc êm thời điểm bắt đầu phun ethanol muôn tốc độ tăng trung bình áp suất giảm Trong quy luật cháy nhiên liệu khơng thây đổi nhiều so với động sử dụng nhiên liệu diesel Hai thành phần phát thải CO2 NOx có xu hướng giảm mạnh giảm thời điểm phun ethanol - Khi thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp xu hướng tác động tới nhiệt độ, áp suất, dòng nhiệt, tốc độ tăng áp suất, quy luật cháy nhiên lu an liệu phát thải CO2, NOx có xu hướng giống thay đổi thời điểm phun n va ethanol; nhiên thay đổi so với ta thay đổi thời điểm p ie gh tn to phun ethanol d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th 69 an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN si KẾT LUẬN CHUNG Qua thời gian nghiên cứu, luận văn thực xong nội dung đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số phun ethanol vào đường nạp đến tiêu công tác động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol”, thơng qua q trình tính tốn mơ khảo sát đưa số kết luận sau: Với lượng ethanol chia sẻ với diesel khống, tác giả thiết lập vịi phun ethanol với thời điểm tốc độ phun ethanol khác Từ khảo sát ảnh hưởng thông số phun ethanol vào đường nạp đến tiêu công tác động lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol lu an Khi thay đổi thời điểm bắt đầu phun ethanol vào đường nạp dẫn nhiệt n va độ áp suất môi chất xi lanh có xu hướng giảm dần phun ethanol tn to muộn Động làm việc êm thời điểm bắt đầu phun ethanol muôn gh tốc độ tăng trung bình áp suất giảm Trong quy luật cháy nhiên p ie liệu không thây đổi nhiều so với động sử dụng nhiên liệu diesel Hai w thành phần phát thải CO2 NOx có xu hướng giảm mạnh giảm thời điểm oa nl phun ethanol d Khi thay đổi tốc độ phun ethanol vào đường nạp xu hướng tác động lu va an tới nhiệt độ, áp suất, dòng nhiệt, tốc độ tăng áp suất, quy luật cháy nhiên u nf liệu phát thải CO2, NOx có xu hướng giống thay đổi thời điểm phun ll ethanol; nhiên thay đổi so với ta thay đổi thời điểm oi m phun ethanol z at nh Hướng nghiên phát triển đề tài: z Khảo sát đầy đủ ảnh hưởng thông số phun ethanol tới gm @ tiêu công tác động chế độ tải nhỏ đến tải lớn chế l độ chuyển tiếp m co Xây dựng đồ phun alcohol vào đường nạp ứng với toàn vùng n ac th 70 http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu làm động si Thiết lập chế tạo ECU điều khiển phun ethanol động chuyển sang vận hành lưỡng nhiên liệu diesel - ethanol Do khả điều kiện kinh phí có hạn, trang thiết bị thực nghiệm không đảm bảo nên kết luận văn cịn có sai sót, hạn chế định, mong giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy bạn đồng nghiệp lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ Tiếng Việt n ac th 71 http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu TÀI LIỆU THAM KHẢO si [1] Nguyễn Thành Bắc (2017), "Nghiên cứu chuyển đổi động diesel thành động lưỡng nhiên liệu", LATS Kỹ thuật Cơ khí động lực [2] Hà Quang Minh (2002), "Lý thuyết động đốt trong", NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội [3] Hà Quang Minh (2001), "Phương pháp tính tốn chu trình cơng tác động cơ", giáo trình Cao học, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội [4] Lê Anh Tuấn, Phạm Hữu Tuyến, Văn Đình Sơn Thọ (2017), “Nhiên liệu thay dùng cho động đốt trong”, NXB ĐHBK Hà Nội Tiếng Anh lu an [5] Ghazi A.Karim (2015), "Dual-Fuel diesel engines", CRC Press, Taylor & n va Francis Group tn to [11] Nadir Yilmaz, Alpaslan Atmanli (2017), "Experimental evaluation of a gh diesel engine running on the blends of diesel and pentanol as a next generation p ie higher alcohol", Elsevier [12] T Balamurugan, R Nalini (2014), "Experimental investigation on w oa nl performance, combustion and emission characteristics of four stroke diesel d engine using diesel blended with alcohol as fuel", Elsevier lu va an [13] H.K Imdadul, H.H Masjuki, etc (2015), "Higher alcohol–biodiesel– u nf diesel blends: An approach for improving the performance, emission, and ll combustion of a light-duty diesel engine", Elsevier m oi [14] M.S.M Zaharin, N.R Abdullah, etc (2017), "Effects of physicochemical z at nh properties of biodiesel fuel blends with alcohol on diesel engine performance z and exhaust emissions: A review", Elsevier @ [15] B Rajesh Kumar, S Saravanan, D Rana, A Nagendran (2016), "A gm l comparative analysis on combustion and emissions of some next generation m co higher-alcohol: diesel blends in a direct-injection diesel engine", Elsevier http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th 72 an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si [16] Arkadiusz Jamrozik (2017), "The effect of the alcohol content in the fuel mixture on the performance and emissions of a direct injection diesel engine fueled with diesel-methanol and diesel-ethanol blends", Elsevier [17] Ambarish Datta, Bijan Kumar Mandal (2015), "Impact of alcohol addition to diesel on the performance combustion and emissions of a compression ignition engine", Elsevier [18] M Abu-Qudais, O Haddad, M Qudaisat (1999), "The effect of alcohol fumigation on diesel engine performance and emissions", Energy Conversion & Management 41 lu an [19] Satish Kumar, Jae Hyun Cho, Jaedeuk Park, Il Moon (2013), "Advances n va in diesel–alcohol blends and their effects on the performance and emissions of tn to diesel engines", Elsevier gh [20] B Rajesh Kumar, S Saravanan (2016), "Use of higher alcohol biofuels p ie in diesel engines: A review", Elsevier [21] A Imran, M Varman, H.H Masjuki, M.A Kalam (2013), "Review on w oa nl alcohol fumigation on diesel engine: A viable alternative dual fuel technology d for satisfactory engine performance and reduction of environment concerning lu va an emission", Elsevier u nf [22] Wojciech Tutak, etc (2015), "Alcohol–diesel fuel combustion in the ll compression ignition engine", Fuel, Elsevier m oi [23] M Abu-Qudais, O Haddad, M Qudaisat (1999), "Effect of alcohol z at nh fumigation on diesel engine performance", Energy Conversion & Management z 41 @ [24] Chunde Yao, Wang Pan, AnrenYao (2017), "Methanol fumigation in gm m co technological developments", Fuel, Elsevier l compression-ignition engines: "A critical review of recent academic and an Lu [25] Arkadiusz Jamrozik (2017), "The effect of the alcohol content in the fuel mixture on the performance and emissions of a direct injection diesel engine n ac th 73 http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si fueled with diesel-methanol and diesel-ethanol blends", Energy Conversion & Management, Elsevier [26] Z.H Zhang, C.S Cheung, T.L Chan, C.D Yao (2009), "Experimental investigation of regulated and unregulated emissions from a diesel engine fueled with Euro V diesel fuel and fumigation methanol", Atmospheric Environment, Elsevier [27] Xinlei Liu, etc (2016), "Development of a combined reduced primary reference fuel-alcohol (methanol-ethanol-propanols-butanols-n-pentanol) mechanism for engine applications", Energy, Elsevier lu an [28] Z.H Zhang, C.S Cheung, T.L Chan, C.D Yao (2013), "Influence of n va fumigation methanol on the combustion and particulate emissions of a diesel tn to engine", Fuel, Elsevier gh [29] A Osman Emiroglu, Mehmet, Sen (2017), “Combustion, performance p ie and emission characteristics of various alcohol blends in a single cylinder w diesel engine”, Fuel, Elsevier oa nl [30] Gamma Technologies (2016), GT-SUITE Tutorial Ver 7.3 d [31] www.gtisoft.com lu va an [32] Pham Huu Tuyen Nguyen The Luong, Vu Khac Thien, Luong Duc Nghia, u nf (2013) "An Experimental Study on the Performance and Emissions of Diesel ll Engine Fuelled by Ethanol-Diesel Blends" (The 3rd International Conference oi m on Sustainable Energy) z at nh [33] E.A Ajav, Bachchan Singh T.K Bhattacharya, (1999) "Experimental z study of some performance parameters of a constant speed stationary diesel @ engine using ethanol-diesel blends as fuel", Biomass and Bioenergy(17(4): gm l 357-365) n ac th 74 http://lrc.tnu.edu.vn va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN an Lu alcohols in diesel engines", SAE Paper 840118 m co [34] Eugene EE cộng sự., (1984) "State-of-the-art report on the use of si [35] Alan C Hansen, Qin Zhang Peter W.L Lyne, (2005) "Ethanol–diesel fuel blends - a review" (Bioresource Technology 96 277 - 285) [36] Murayama T cộng sự., (1982), "A method to improve the solubility and combustion characteristics of alcohol diesel fuel blends", SAE Paper 821113 [37] Weidmann K, Menard H Fleet test, (1984) "Performance and emissions of diesel engine using different alcohol fuel blends", SAE Paper 841331 [38] Czerwinski J, (1994), "Performance of HD-DI-diesel engine with addition lu an of ethanol and rapeseed oil", SAE Paper 940545 n va [39] Savage LD Hayes TK, White RA, Sorenson SC, (1988) "The effect of tn to fumigation of different ethanol proofs on a turbo-charged diesel engine", SAE gh Paper 880497 p ie [40] M Abu-Qudais, O Haddad M Qudaisat, (2000) "The effect of alcohol fumigation on diesel engine performance and emissions"(Elsevier Science oa nl w Ltd) d [41] Ogawa H, Setiapraja H Nakamura T, (2010) "Improvements to lu va an Premixed Diesel Combustion with Ignition Inhibitor Effects of Premixed u nf Ethanol by Intake Port Injection", SAE Technical Paper 01-0866 ll [42] Orlando Volpato cộng sự., (2010) "Control System for Diesel- z at nh Двигатели В-2 и В-6 Техническое описание М.: Военное z [43] oi Tiếng Nga m Ethanol Engines" m co l gm @ издательство, 1975 http://lrc.tnu.edu.vn n va ac th 75 an Lu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN si