Nghiên cứu sử dụng nhiên liệu sinh học butanol trên động cơ đánh lửa cưỡng bức

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HUỲNH TẤN TIẾN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH HỌC BUTANOL TRÊN ĐỘNG CƠ ĐÁNH LỬA CƯỠNG BỨC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HUỲNH TẤN TIẾN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH HỌC BUTANOL TRÊN ĐỘNG CƠ ĐÁNH LỬA CƯỠNG BỨC Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã sớ: 62.52.01.16 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: GS.TS TRẦN VĂN NAM 2: PGS.TS DƯƠNG VIỆT DŨNG Đà Nẵng – 2019 -i- LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Đà Nẵng, ngày tháng 10 năm 2019 Tác giả luận án -ii- MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU Chương NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Khái quát 1.1.1 Phương tiện giao thông ô nhiễm môi trường 1.1.2 Nhiên liệu thay sử dụng phương tiện giao thông 10 1.1.3 Tình hình sử dụng nhiên liệu sinh học giới Việt Nam 12 1.1.4 Sử dụng nhiên liệu Butanol sinh học động đốt 15 1.2 Sự cần thiết cải tiến hệ thống cung cấp nhiên liệu động đánh lửa cưỡng 18 1.2.1 Lịch sử phát triển hệ thống nhiên liệu động đánh lửa cưỡng 18 1.2.2 Cải tiến hệ thống phun nhiên liệu động đánh lửa cưỡng nhằm giảm tiêu hao nhiên liệu ô nhiễm môi trường 19 1.3 Đặc điểm trình động đốt cháy cưỡng sử dụng nhiên liệu sinh học Butanol 23 1.3.1 Đánh giá ảnh hưởng nhiên liệu Butanol sinh học đến tính kinh tế kỹ thuật động đốt 23 1.3.2 Đánh giá ảnh hưởng nhiên liệu Butanol sinh học động đốt đến trình lan tràn màng lửa 25 Chương NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 28 2.1 Tính chất nhiên liệu Butanol sinh học sử dụng động đánh lửa cưỡng 28 2.1.1 Giới thiệu Butanol sinh học 28 2.1.2 Một số tính chất lý hóa Butanol 28 2.1.3 Đánh giá số tiêu xăng Butanol [4, 36] 30 2.2 Lý thuyết phun nhiên liệu động đánh lửa cưỡng 33 2.2.1 Hệ thống phun xăng đường nạp 33 2.2.2 Hệ thống phun xăng trực tiếp 34 2.3 Lý thuyết mơ q trình phun nhiên liệu động đánh lửa cưỡng 37 2.3.1 Hệ phương trình đối lưu-khuếch tán 37 2.3.2 Hệ phương trình mơ tả dòng chảy rối 39 2.3.3 Phương trình mơ tả tia phun 41 -iii- 2.3.4 Lý thuyết bay giọt nhiên liệu 45 2.4 Ứng dụng ansys-fluent mô trình phun 50 2.4.1 Xác lập trình phun nhiên liệu 50 2.4.2 Mơ hình hình học 54 2.4.3 Điều kiện ban đầu điều kiện biên 56 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 60 3.1 Mục tiêu đối tượng thực nghiệm 60 3.1.1 Mục tiêu thực nghiệm 60 3.1.2 Đối tượng thực nghiệm 61 3.2 Lắp đặt động lên cụm băng thử APA204/08 62 3.3 Quy trình thực nghiệm 64 3.3.1 Trình tự thực nghiệm 64 3.3.2 Bảo dưỡng hệ thống 64 3.3.3 Chế độ thực nghiệm 65 3.4 Kết thực nghiệm 67 3.4.1 Kết phân tích tính chất nhiên liệu 67 3.4.2 Kết thực nghiệm đánh giá tính tương thích vật liệu 67 3.4.3 Kết thực nghiệm băng thử động 73 Chương KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 74 4.1 Kết thực nghiệm động Daewoo A16DMS 74 4.1.1 Tính kỹ thuật động sử dụng xăng-Butanol 74 4.1.2 Tính kinh tế động sử dụng xăng-Butanol 81 4.2 Kết mơ q trình phun nhiên liệu bay hình thành hòa khí động Daewoo A16DMS sử dụng xăng-Butanol 92 4.2.1 Đánh giá tính bay Butanol so với xăng 93 4.2.2 Đánh giá ảnh hưởng cấu hình phun đến trình bay hình thành hòa khí 100 4.2.3 Đánh giá ảnh hưởng phun trực riếp buồng cháy (DI) phun đường nạp (PI) 105 KẾT LUẬN 109 KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 111 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 -iv- DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Thực trạng giao thơng thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội Hình 1.2: Diễn biến nồng độ TSP trung bình năm gần tuyến đường giao thơng thành phố lớn (Nguồn: Tổng cục Môi trường, 2016) Hình 1.3: Khí thải ô tô gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường khơng khí Hình 1.4: Sản lượng Biodiesel số nước giới năm 2016 Hình 1.5: Sản lượng nhiên liệu sinh học số khu vực giới Hình 1.6: Các hệ thống phun nhiên liệu [37] Hình 1.7: Vị trí kim phun hệ thống cung cấp nhiên liệu kết hợp trực tiếp gián tiếp [37] Hình 1.8: So sánh hệ thống chuẩn bị hỗn hợp PFI [40] GDI [60] Hình 1.9: So sánh lượng nhiên liệu cần thiết để khởi động lạnh động GDI PFI nhiệt độ môi trường khác [38] Hình 1.10: Sơ đồ bố trí động thí nghiệm [48] Hình 1.11: Mối quan hệ áp suất xylanh góc quay trục khuỷu thời điểm đánh lửa khác n-Butanol tỷ số nén 10 [48] Hình 1.12: Mối quan hệ lượng phun góc quay trục khuỷu [48] Hình 1.13: a) Tỷ lệ hòa khí cháy 10-90% ứng với thời gian đánh lửa cho n-Butanol xăng PON 87 b) Tỷ lệ hòa khí cháy 0-10% ứng với thời gian đánh lửa cho n-Butanol xăng PON 87 [48] Hình 1.14: Áp suất xylanh tốc độ tỏa nhiệt theo góc quay trục khuỷu [52] Hình 1.15: Hình ảnh lửa xăng Bu40 [52] Hình 2.1: Cấu trúc khơng gian Butanol Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn phân tích pha với nước theo % thể tích Butanol Ethanol 31 Hình 2.3: Hệ thống phun xăng đa điểm điều khiển điện tử Bosch Motronic [5] Hình 2.4: Sơ đồ điều kiển hệ thống phun xăng đa điểm điều khiển điện tử Bosch Motronic [5] Hình 2.5: Bố trí hệ thống động GDI điển hình [43] Hình 2.6: So sánh đặc tính phun kim phun cao áp kiểu lỗ xoáy cho áp suất phun 20 MPa [51] Hình 2.7: Thiết kế điển hình vòi phun xoáy Hình 2.8: Trình tự tính tốn ANSYS-FLUENT [63] Hình 2.9: Xác lập lựa chọn mơ hình Discrete phase Hình 2.10: Xác lập mơ hình phân rã tia phun Hình 2.11: Xác lập thơng số động học vòi phun Hình 2.12: Xác lập thành phần nhiên liệu theo tỷ lệ pha trộn Hình 2.13: Mơ hình phun xăng-Butanol đường nạp -v- Hình 2.14: Xác lập áp suất khí nạp cửa nạp Hình 2.15: Xác lập nhiệt độ khí nạp cửa nạp Hình 2.16: Xác lập thành phần khí nạp cửa nạp Hình 2.17: Xác lập áp suất khí sót xilanh đầu q trình nạp Hình 2.18: Xác lập nhiệt độ khí sót xilanh đầu q trình nạp Hình 2.19: Xác lập thành phần khí sót xilanh đầu q trình nạp Hình 3.1: Bố trí hệ thống trang thiết bị thí nghiệm Hình 3.2: Thiết bị sấy giữ nhiệt Memmert Hình 3.3: Cân điện tử Mettler Toledo Hình 3.4: Đặc tính tốc độ động xăng [5] Hình 3.5: Phạm vi làm việc thực tế động phun xăng điện tử sử dụng ô tô [62] Hình 4.1: Mơ men có ích (Me) 10%BG Hình 4.2: Mơ men có ích (Me) 30%BG Hình 4.3: Mơ men có ích (Me) 50%BG Hình 4.4: Mơ men có ích (Me) 70%BG Hình 4.5: Cơng suất có ích (Ne) 10%BG Hình 4.6: Cơng suất có ích (Ne) 30%BG Hình 4.7: Cơng suất có ích (Ne) 50%BG Hình 4.8: Cơng suất có ích (Ne) 70%BG Hình 4.9: Mức độ tăng giảm mơ men cơng suất có ích theo tỷ lệ Butanol Hình 4.10: Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (g e) động Hình 4.11: Suất tiêu hao lượng có ích (q e) động Hình 4.12: Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (g e) suất tiêu hao lượng có ích (qe) Hình 4.13: Hệ số dư lượng khơng khí ( ) theo tốc độ động Hình 4.14: Phát thải CO động Hình 4.15: Phát thải HC động Hình 4.16: Phát thải CO2 động Hình 4.17: Phát thải NOx động Hình 4.18: Phát thải CO HC Hình 4.19: Phát thải CO2 NOx Hình 4.20: So sánh tỷ lệ bốc hơi, nồng độ áp suất, nhiệt độ môi chất ứng với phun Butanol xăng tinh khiết n=2000 v/ph, Tkn=315K Hình 4.21: Ảnh hưởng nhiệt độ khí nạp lên q trình bay xăng (a) Butanol (b) tốc độ động 2000 v/ph Hình 4.22: Ảnh hưởng tốc độ động lên trình bay phun riêng xăng -vi- Hình 4.23: Ảnh hưởng tốc độ động đến trình bay phun riêng Butanol (Bu100) 98 Hình 4.24: Ảnh hưởng tốc độ động lên trình bay phun riêng Butanol 99 Hình 4.25: Ảnh hưởng phun hỗn hợp phun riêng rẽ xăng/Butanol đến bay nhiên liệu Bu50 101 Hình 4.26: Diễn biến bay phun nhiên liệu Bu50 từ phía từ phía 102 Hình 4.27: Phân bố nồng độ nhiên liệu hệ số tương đương theo phương ngang (x) phun phía phun phía 103 Hình 4.28: Ảnh hưởng thời điểm phun đến bay phun riêng rẽ (a) phun hỗn o hợp (b); đường màu đồng mức phân bố nồng độ nhiên liệu mặt cắt y=0 330 CA(c) (n=3000 v/ph, Bu50) 104 Hình 4.29: Tốc độ bốc nồng độ ứng với trường hợp DI nhiên liệu hỗn hợp (Blend) nhiên liệu riêng rẽ (Dual) vị trí vòi phun Xj = 0mm 105 Hình 4.30: So sánh trình bay tạo hỗn hợp trường hợp BUDI-GPI, GDI- BUPI vị trí vòi phun pha trộn DI Xj = (n = 3000 v/ph, Bu50, T kn = 315K): phân bố hạt (a), tốc độ bay nồng độ (b) đường đồng mức nồng độ mặt cắt y = o 330 CA (c) 107 -vii- DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Đặc tính lý hóa Butanol [48] .29 Bảng 2-2: So sánh tính chất hóa học vật lý Butanol xăng [20, 24, 58] 29 Bảng 2-3: Độ nhớt động học số loại nhiên liệu [23] 33 Bảng 2-4: Các hệ số khuếch tán thuật ngữ nguồn cho phương trình vơ hướng khác 42 Bảng 2-5: Động Daewoo A16DMS 55 Bảng 2-6: Thông số vật lý hạt nhiên liệu 56 Bảng 2-7: Điều kiện khí nạp khí sót 56 Bảng 2-8: Thành phần mơi chất xăng/Butanol-khơng khí 58 Bảng 3-1: Tiến trình đo lưu trữ liệu đo 66 Bảng 3-2: Một số chi tiết thuộc hệ thống nhiên liệu ô tô xe gắn máy dùng để thực nghiệm 68 Bảng 3-3: Bảng tiến trình thực nghiệm đánh giá tính tương thích vật liệu 69 Bảng 3-4: Hình ảnh chụp chi tiết sau thử nghiệm 69 Bảng 3-5: Trọng lượng chi tiết sau ngâm 71 Bảng 3-6: Mức độ tương đương ảnh hưởng nhiên liệu phối trộn Xăng-Butanol lên chi tiết động 72 Bảng 4-1: So sánh mức thay đổi mơ men có ích 10%BG 75 Bảng 4-2: So sánh mức thay đổi mơ men có ích 30%BG 75 Bảng 4-3: So sánh mức thay đổi mơ men có ích 50%BG 76 Bảng 4-4: So sánh mức thay đổi mơ men có ích 70%BG 76 Bảng 4-5: So sánh mức thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu có ích 10%BG 81 Bảng 4-6: So sánh mức thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu có ích 30%BG 81 Bảng 4-7: So sánh mức thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu có ích 50%BG 82 Bảng 4-8 So sánh mức thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu có ích 70%BG 82 o Bảng 4-9: Mật độ giọt nhiên liệu nồng độ nhiên liệu cuối trình nén (330 CA) phun riêng xăng Butanol theo nhiệt độ khí nạp .95 o Bảng 4-10: Mật độ giọt nhiên liệu nồng độ nhiên liệu cuối trình nén (330 CA) phun riêng xăng Butanol theo tốc độ động 97 o Bảng 4-11: Mật độ giọt nhiên liệu nồng độ nhiên liệu cuối trình nén (330 CA) phun hỗn hợp Bu50 theo tốc độ động 100 o Bảng 4-12: Mật độ giọt nhiên liệu nồng độ nhiên liệu cuối trình nén (330 CA) phun hỗn hợp phun riêng rẽ nhiên liệu Bu50 101 -108- Hòa khí cuối q trình nén có hệ số tương đương cao tăng nhiệt độ khí nạp phạm vi từ 300-345K tăng tốc độ động phạm vi từ 2000-4500 v/ph Ảnh hưởng việc tăng nhiệt độ khí nạp tăng tốc độ động tới trình bay Butanol yếu so với xăng + Trong điều kiện bướm ga mở 100%, lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình gct=0,08g/ct, tốc độ động 2000v/ph, nhiệt độ khí nạp tăng từ mức 300K lên khoảng 315-345K, nồng độ tăng khoảng 2,5-11%, 6-16% ứng với phun riêng Butanol phun riêng xăng + Trong điều kiện bướm ga mở 100%, lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình gct=0,08g/ct, tăng tốc độ động từ mức 2000v/ph lên khoảng 3000-4500 v/ph, hệ số tương đương hòa khí Butanol/khơng khí tăng từ mức 0,94 lên 1,01-1,37; hệ số tương đương hòa khí xăng/khơng khí tăng từ mức 1,25 lên 1,37-1,95 Phun hỗn hợp nhiên liệu pha trước (Butanol+xăng) cải thiện khả bay cho Butanol so với phun riêng rẽ Butanol/xăng, dẫn đến làm tăng tỷ lệ Bu hòa khí, nhiên phun hỗn hợp làm cho việc bay xăng khơng hồn tồn Phun riêng rẽ xăng/Butanol làm tăng khả bay hoàn tồn xăng, nhiên dẫn đến Butanol khó bay hoàn toàn, trường hợp nên phun sớm Butanol so với xăng Phun hai phía nhánh nạp đối xứng làm tăng đồng cho hòa khí, phun hai phía riêng rẽ xăng/Butanol tạo điều kiện phân không gian buồng cháy thành nửa trái xilanh có tỷ lệ Bu cao so với nửa phải xilanh Phun phía hỗn hợp đường nạp tạo điều kiện hình thành hòa khí có nồng độ nhiên liệu hệ số tương đương cao tập trung buồng cháy cách xa cửa xả, điều giúp giảm thời gian cháy trễ giảm nguy cháy kích nổ cho động Tốc độ bay nhiên liệu phun PI nhanh đáng kể so với phun DI tốc độ bay xăng nhanh so với Butanol điều kiện hoạt động, tốc độ bốc BuDI-GPI cao nhất, sau đến GDI-BuPI thấp DI hỗn hợp Hòa khí DI hỗn hợp đồng so với BuDI-GPI GDI-BuPI -109- KẾT LUẬN Luận án tiến hành thực nghiệm động Daewoo A16DMS phạm vi tải ứng với 10-70% độ mở bướm ga tốc độ khoảng 1250-4250 v/ph Kết cho thấy, động sử dụng nhiên liệu xăng-Butanol với tỷ lệ Butanol từ 10 – 50% có tính kinh tế, kỹ thuật gần tương đồng phát thải ô nhiễm cải thiện so với sử dụng nhiên liệu xăng - Mơ men cơng suất động có xu hướng giảm tăng tỷ lệ Butanol nhiên liệu xăng-Butanol với mức giảm mơ men cơng suất có ích không 21% Khi động sử dụng nhiên liệu Bu10-Bu30 mức tải ứng với 30-70%, mơ men có ích công suất động gần tương đương so với Bu0, với mức tăng giảm 5% Khi động sử dụng nhiên liệu Bu40-Bu50 có nhiều bất lợi tính kỹ thuật, điều thể rõ mức tải cao (70%BG) mức tải thấp (10%BG) với mơ men có ích động giảm trung bình 15% - Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (g e) có xu hướng tăng suất tiêu hao lượng có ích (qe) có xu hướng giảm tăng tỷ lệ Butanol nhiên liệu xăngButanol với mức tăng suất tiêu hao nhiên liệu không 22% Ở mức tải ứng với 3070%BG, động sử dụng nhiên liệu Bu10-Bu30 không làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu có ích động q 5%, chí Bu10 Bu20 có suất tiêu hao nhiên liệu có ích giảm chút so với Bu0 Ở mức tải ứng với 10%BG, có nhiên liệu Bu10 có lợi suất tiêu hao nhiên liệu, nhiên liệu Bu20-Bu50 làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu có ích động 7% so với Bu0 - Tăng tỷ lệ Butanol nhiên liệu xăng-Butanol làm giảm phát thải CO, HC làm tăng phát thải NOx khí thải động Mức giảm phát thải CO lên đến 15% HC lên đến 30% pha vào xăng 10% Butanol, mức phát thải NOx tăng đáng kể lên tới 42% pha vào xăng 10% Butanol Tuy nhiên, tỷ lệ pha Butanol vào xăng lớn (Bu40-Bu50), phát thải HC có xu hướng tăng phát thải NOx có xu hướng giảm trở lại - Khi động làm việc mức tải thấp cao kết hợp với tốc độ thấp làm giảm tính kinh tế, kỹ thuật nhiễm động cơ, mức độ ảnh hưởng lớn động sử dụng nhiên liệu có tỷ lệ Butanol 30% Trên cở sở mơ hình phun hỗn hợp xăng/Butanol đường nạp phía động Daewoo A16DMS, luận án phát triển kết cấu động thành cấu hình phun -110- từ phía riêng rẽ xăng/Butanol kết hợp phun đường nạp với phun trực tiếp - Trong điều kiện hoạt động, Butanol có tốc độ bay thấp so với xăng Xăng gần bốc trình phun Butanol bốc chủ yếu từ trình nạp đến q trình nén Nhiệt độ mơi chất trình nạp nén phun Butanol thấp chút so với phun xăng - Hòa khí cuối q trình nén có hệ số tương đương cao tăng nhiệt độ khí nạp tăng tốc độ động Ảnh hưởng việc tăng nhiệt độ khí nạp tăng tốc độ động tới trình bay Butanol yếu so với xăng Khi nhiệt độ khí nạp tăng từ mức 300K lên mức 315-345K, nồng độ nhiên liệu tăng khoảng 2,5-11%, 6-16% ứng với phun riêng Butanol phun riêng xăng Khi tăng tốc độ động từ mức 2000v/ph lên khoảng 3000-4500 v/ph, hệ số tương đương hòa khí Butanol-khơng khí tăng từ mức 0,94 lên 1,01-1,37, hệ số tương đương hòa khí xăng-khơng khí tăng từ mức 1,25 lên 1,37-1,95 - Phun hỗn hợp xăng-Butanol cải thiện khả bay cho Butanol so với phun riêng rẽ xăng/Butanol, nhiên phun hỗn hợp làm cho việc bay xăng khơng hồn toàn Phun riêng rẽ xăng/Butanol làm tăng khả bay hoàn toàn xăng, nhiên dẫn đến Butanol khó bay hồn tồn, trường hợp nên phun sớm Butanol so với xăng - Phun phía hỗn hợp làm tăng đồng cho hòa khí, phun hai phía riêng rẽ xăng/Butanol phân tầng hòa khí buồng cháy, phía nửa trái xilanh có tỷ lệ Bu cao so với phía nửa phải xilanh - Phun phía hỗn hợp đường nạp tạo điều kiện hình thành hòa khí có nồng độ nhiên liệu hệ số tương đương cao tập trung buồng cháy cách xa cửa xả, điều giúp giảm thời gian cháy trễ giảm nguy cháy kích nổ cho động - Tốc độ bay nhiên liệu phun PI nhanh đáng kể so với phun DI tốc độ bay xăng nhanh so với Butanol điều kiện hoạt động, tốc độ bốc BuDI-GPI cao nhất, sau đến GDI-BuPI thấp DI hỗn hợp Hòa khí DI hỗn hợp đồng so với BuDI-GPI GDI-BuPI -111- KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Nghiên cứu cung cấp hiểu biết quan trọng tính đốt cháy phát thải hỗn hợp Butanol-xăng động đánh lửa Việc thêm Butanol vào xăng không làm thay đổi đáng kể tính kỹ thuật động cơ, đồng thời giảm đáng kể phát thải ô nhiễm Do khả khó bay Butanol điều kiện nhiệt độ thấp độ mở bướm ga lớn cần có biện pháp kỹ thuật nhằm phun riêng rẽ Butanol vào buồng cháy đầu trình nạp trước phun xăng để tận dụng áp suất thấp cải thiện khả bay Butanol Nghiên cứu thử nghiệm hỗn hợp Butanol-xăng loại động khác thử nghiệm thực tế trình vận hành tơ để có thêm nhiều kết luận xác việc sử dụng nhiên liệu phối trộn xăng–Butanol động đốt cháy cưỡng Nghiên cứu tiêu kinh tế kỹ thuật, phát thải chất ô nhiễm với nhiên liệu phối trộn xăng–Butanol có tỷ lệ % thể tích Butanol cao tiến tới thử nghiệm thực tế với loại nhiên liệu Cần đánh giá ảnh hưởng Butanol đến ăn mòn động tuổi thọ chi tiết động -112- DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC Huỳnh Tấn Tiến, Trần Văn Nam, Trần Đinh Lâm “Các tiến việc sản xuất sử dụng Butanol làm nhiên liệu thay thế” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, ISSN 1859-1531, Số 3(76), Tr 57-60, 2014 Huỳnh Tấn Tiến, Phan Minh Đức, Trần Văn Nam, Đặng Thế Anh, “Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng góc đánh lửa đến tính động đánh lửa cưỡng sử dụng nhiên liệu xăng pha 30% Butanol” Hội nghị Cơ khí Tồn quốc năm 2015, ISBN: 978 – 604 – 73 – 3690 – 6, Tr 443453, 2015 Huỳnh Tấn Tiến, Nguyễn Quang Trung, “Mơ hình nhiệt động tính nhiệt độ mơi chất cơng tác động đánh lửa cưỡng từ liệu áp suất” Tạp chí KHCN ĐH Đà Nẵng, ISSN 1859-1531, Số 5[90], Tr 93-97, 2015 Huỳnh Tấn Tiến, Phan Minh Đức, Trần Văn Nam “Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ Butanol pha vào xăng đến tính động đánh lửa cưỡng bức” Kỷ yếu Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí tồn quốc năm 2015, ISSN1859-4182, Tr 715-723, 2016 Huynh Tan Tien, Nguyen Quoc Huy, Phan Minh Duc, Tran Van Nam, Nguyen Quang Trung, Duong Viet Dung, “Assessment the Effects of Butanol-Gasoline Blends on Spark-Ignition Engine’s Emission” ICT-Bio 2016, ISBN 978-1-5386-3421-9, 2016 Nguyen Quang Trung, Huynh Tan Tien, Phan Minh Duc, "The effect of ethanol, butanol addition on the equivalence air-fuel ratio, engine performance and pollutant emission of an SI engine using gasohol fuels," System Science and Engineering (ICSSE), 2017 International Conference on, ISSN 2325-0925, pp 579-583, 2017 Bui Van Ga, Tran Van Nam, Nguyen Van Dong, Nguyen Quang Trung, Huynh Tan Tien, "Octane number stratified mixture preparation by gasoline–ethanol dual injection in SI engines" International Journal of Environmental Science and Technology, ISSN 1735-1472, pp 1-14, 2018 Huỳnh Tấn Tiến, Trần Văn Nam, Phan Minh Đức, Nguyễn Quang Trung, Dương Việt Dũng, “Đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ Butanol hỗn hợp nhiên liệu xăng-Butanol đến thời gian cháy trễ động DAEWOO A16DMS” Kỷ yếu Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí tồn quốc năm 2017, ISSN 1859-4182, Tr 824-831, 2018 Bui Van Ga, Tran Van Nam, Nguyen Quang Trung, Huynh Tan Tien "Evaporation and mixture formation of gasoline–ethanol sprays in spark ignition engines with pre-blended injection and dual injection: a comparative study" IET Renewable Power Generation, ISSN 17521416, Volume 13, Issue 4, p 539 – 548, 2019 -113- TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tiếng Việt: [1] Phạm Ngọc Đăng, "Các thách thức nhiễm mơi trường khơng khí nước ta" Tạp chí Bảo vệ mơi trường, 8, Tr 45-49, 2007 [2] Nguyễn Huỳnh Hưng Mỹ, Nguyễn Hữu Lương, Nguyễn Đình Việt, Cấn Đình Hùng, "Đánh giá khả ứng dụng butanol động xăng để thay phần nhiên liệu truyền thống Việt Nam" Tạp chí Dầu khí, 08, Tr 36-45, 2012 [3] Huỳnh Tấn Tiến, Nguyễn Đình Lâm, Trần Văn Nam, "Đánh giá khả sử dụng butanol phối trộn vào xăng nhiên liệu" Tạp chí Khoa học công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 1(50, Tr 57-64, 2012 [4] Huỳnh Tấn Tiến, Trần Văn Nam, Nguyễn Đình Lâm, "Các tiến việc sản xuất sử dụng butanol làm nhiên liệu thay thế" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ ĐHĐN, 3(76), Tr 64-69, 2014 [5] Nguyễn Tất Tiến, Nguyên lý động đốt NXB Giáo dục, Hà nội, 2000 [6] Lê Văn Tụy, Bùi Ngọc Hân, "Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng góc đánh lửa sớm đến động ơtơ sử dụng nhiên liệu xăng pha Butanol" Tạp chí khoa học công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 10[71], Tr 56-61, 2013 [7] Phạm Thanh Việt, "Nghiên cứu tỷ lệ pha trộn tối ưu nhiên liệu sinh học Butanol với xăng RON95 sử dụng cho động ô tô " Luận văn Thạc sĩ, Đại học Đà Nẵng, 2013 [8] Bộ Khoa học Cơng nghệ, "Thơng tư hướng dẫn trình tự, thủ tục đăng ký việc sử dụng phụ gia không thông dụng để sản xuất, chế biến, pha chế xăng nhiên liệu điezen," Cổng thơng tin Chính phủ, 2009 B Tiếng Anh: [9] Avinash Kumar Agarwal, "Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal combustion engines" Progress in energy and combustion science, 33, pp 233-271, 2007 [10] FN Alasfour, "NOx emission from a spark ignition engine using 30% iso-butanol–gasoline blend: part 1—preheating inlet air" Applied Thermal Engineering, 18, pp 245-256, 1998 [11] FN Alasfour, "The effect of using 30% iso-butanol-gasoline blend on hydrocarbon emissions from a spark-ignition engine" Energy Sources, 21, pp 379-394, 1999 -114- [12] Şehmus ALTUN, Cengiz ÖNER, Müjdat FIRAT, "Exhaust emissions from a spark-ignition engine operating on iso-propanol and unleaded gasoline blends" Technology, 13, pp 183-188, 2010 [13] RW Anderson, DD Brehob, J Yang, JK Vallance, RM Whiteaker, "A new direct injection spark ignition (DISI) combustion system for low emissions" FISITA-96,1996 [14] George S Baranescu, "Some characteristics of spark assisted direct injection engine," SAE Technical Paper 0148-7191, 1983 [15] Syed Ameer Basha, K Raja Gopal, "In-cylinder fluid flow, turbulence and spray models—a review" Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, pp 1620-1627, 2009 [16] Wai K Cheng, Douglas Hamrin, John B Heywood, Simone Hochgreb, Kyoungdoug Min, Michael Norris, "An overview of hydrocarbon emissions mechanisms in spark-ignition engines," SAE Technical Paper 0148-7191, 1993 [17] Oğuzhan Doğan, "The influence of n-butanol/diesel fuel blends utilization on a small diesel engine performance and emissions" Fuel, 90, pp 2467-2472, 2011 [18] VK Duggal, T-W Kuo, FB Lux, "Review of multi-fuel engine concepts and numerical modeling of in-cylinder flow processes in direct injection engines," SAE Technical Paper 0148-7191, 1984 [19] Ashraf Elfasakhany, Abdel-Fattah Mahrous, "Performance and emissions assessment of n-butanol–methanol–gasoline blends as a fuel in spark-ignition engines" Alexandria Engineering Journal, 55, pp 3015-3024, 2016 [20] Ashraf Elfasakhany, "Performance and emissions of spark-ignition engine using ethanol–methanol–gasoline, n-butanol–iso-butanol–gasoline and iso-butanol–ethanol–gasoline blends: A comparative study" Engineering science and technology, an international journal, 19, pp 20532059, 2016 [21] Bernhard Enright, Gary L Borman, Phillip S Myers, "A critical review of spark ignited diesel combustion" SAE Transactions, pp 1645-1662, 1988 [22] Thaddeus Ezeji, Nasib Qureshi, Hans P Blaschek, "Production of acetone– butanol–ethanol (ABE) in a continuous flow bioreactor using degermed corn and Clostridium beijerinckii" Process Biochemistry, 42, pp 3439, 2007 [23] Mridul Gautam, Daniel W Martin, "Combustion characteristics of higher-alcohol/gasoline blends" Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, 214, pp 497-511, 2000 -115- [24] V Hönig, M Kotek, J Mařík, "Use of butanol as a fuel for internal combustion engines" Agronomy Research, 12, pp 333340, 2014 [25] V Hönig, M Orsák, M Pexa, Z Linhart, "The distillation characteristics of automotive gasoline containing biobutanol, bioethanol and the influence of the oxygenates" Agronomy Research, 13, pp 558-567, 2015 [26] Y Iida, "The current status and future trend of DISC engines," Preprint of JSME Seminar (in Japanese), 1992, pp 72-6 [27] Changho Kim, David E Foster, "Aldehyde and unburned fuel emission measurements from a methanol-fueled Texaco stratified charge engine," SAE Technical Paper 0148-7191, 1985 [28] Kevin Kochersberger, Robert Emens, Ken Hyde, Raymond Parker, "An evaluation of the 1910 Wright Vertical Four aircraft engine," 37th Joint Propulsion Conference and Exhibit, 2001, p 3387 [29] JM Lewis, "UPS multifuel stratified charge engine development program-field test," SAE Technical Paper 0148-7191, 1986 [30] J Mařík, M Pexa, M Kotek, V Hưnig, "Comparison of the effect of gasoline-ethanol E85-butanol on the performance and emission characteristics of the engine Saab 9-5 2.3 l turbo" Agronomy Research, 12, pp 359-366, 2014 [31] Francis K Mason, Messerschmitt Bf 109: F-G in Luftwaffe and Foreign Services/Text by Francis K Mason, 1973 [32] RS Miller, K Harstad, J Bellan, "Evaluation of equilibrium and non-equilibrium evaporation models for many-droplet gas-liquid flow simulations" International Journal of Multiphase Flow, 24, pp 1025-1055, 1998 [33] Shelley Minteer, Alcoholic fuels CRC Press, 2016 [34] E Mitchell, Martin Alperstein, JM Cobb, CH Faist, "A stratified charge multifuel military engine-a progress report," SAE Technical Paper 0148-7191, 1972 [35] CHR Mundo, M Sommerfeld, C Tropea, "Droplet-wall collisions: experimental studies of the deformation and breakup process" International journal of multiphase flow, 21, pp 151-173, 1995 [36] Tran Van Nam, Huynh Tan Tien, Nguyen Dinh Lam, "Experimental Research on Fuel Contained Gasoline A92 and 10% Butanol for Automobile Engines" Journal of Science and Technology, The University of Danang, 3, pp 184-189, 2012 -116- [37] Marcin Noga, Bronisław Sendyka, "Combustion process in the spark-ignition engine with dual-injection system" 2013 [38] H Nohira, S Ito, "Development of Toyota’s direct injection gasoline engine," Proceedings of AVL Engine and Environment Conference, 1997, pp 239-49 [39] Peter J O'Rourke, Anthony A Amsden, "The TAB method for numerical calculation of spray droplet breakup," SAE Technical Paper 0148-7191, 1987 [40] Y Ohyama, T Nogi, M Ohsuga, "Effects of fuel/air mixture preparation on fuel consumption and exhaust emission in a spark ignition engine," XXIV FISITA congress London The vehicle and the environment, 1992 [41] IJ Park, YH Yoo, JG Kim, DH Kwak, WS Ji, "Corrosion characteristics of aluminum alloy in bio-ethanol blended gasoline fuel: Part The effects of dissolved oxygen in the fuel" Fuel, 90, pp 633-639, 2011 [42] SR Pierson, S Richardson, PA Rubini, MC Jermy, DA Greenhalgh, "Laser characterization of a port fuel injector to provide boundary data for computational fluid dynamics," IMechE Conference Transactions, 2000, pp 167-178 [43] C Preussner, C Döring, S Fehler, S Kampmann, "GDI: Interaction between mixture preparation, combustion system and injector performance," SAE Technical Paper 0148-7191, 1998 [44] WE Ranz, W R_ Marshall, "Evaporation from drops" Chem Eng Prog, 48, pp 141-146, 1952 [45] Sergei S Sazhin, "Advanced models of fuel droplet heating and evaporation" Progress in energy and combustion science, 32, pp 162-214, 2006 [46] SS Sazhin, T Kristyadi, WA Abdelghaffar, MR Heikal, "Models for fuel droplet heating and evaporation: comparative analysis" Fuel, 85, pp 1613-1630, 2006 [47] Harish Sivasubramanian, Yashwanth Kutti Pochareddy, Gopinath Dhamodaran, Ganapathy Sundaram Esakkimuthu, "Performance, emission and combustion characteristics of a branched higher mass, C3 alcohol (isopropanol) blends fuelled medium duty MPFI SI engine" Engineering Science and Technology, an International Journal, 20, pp 528-535, 2017 [48] S Szwaja, JD Naber, "Combustion of n-butanol in a sparkignition IC engine" Fuel, 89, pp 1573-1582, 2010 [49] Y Takagi, "The role of mixture formation in improving fuel economy and reducing emissions of automotive SI engines" FISITA Technical Paper,1996 -117- [50] LRKRWDR Talbot, RK Cheng, RW Schefer, DR Willis, "Thermophoresis of particles in a heated boundary layer" Journal of fluid mechanics, 101, pp 737-758, 1980 [51] Terutoshi Tomoda, Shizuo Sasaki, Daisaku Sawada, Akinori Saito, Hiroshi Sami, "Development of direct injection gasoline engine-study of stratified mixture formation" SAE transactions, pp 759-766, 1997 [52] Cinzia Tornatore, Luca Marchitto, Gerardo Valentino, Felice Esposito Corcione, Simona Silvia Merola, "Optical diagnostics of the combustion process in a PFI SI boosted engine fueled with butanol–gasoline blend" Energy, 45, pp 277-287, 2012 [53] Wojciech Tutak, Kristof Lukacs, Stanisław Szwaja, Akos Bereczky, "Alcohol–diesel fuel combustion in the compression ignition engine" Fuel, 154, pp 196-206, 2015 [54] Benjamin R Wigg, "A study on the emissions of butanol using a spark ignition engine and their reduction using electrostatically assisted injection" 2011 [55] Charles D Wood, "Unthrottled open-chamber stratified charge engines," SAE Technical Paper 0148-7191, 1978 [56] Jing Yang, Yong Wang, Renhua Feng, "The performance analysis of an engine fueled with butanol-gasoline blend," presented at the SAE 2011 World Congress & Exhibition Hunan University, 2011 [57] IM Yusri, Rizalman Mamat, AF Yusop, WH Azmi, Omar Awad, Hafizil Mat Yasin, "Investigation of influences of secondary butylalcohol blends on performance and cycle-to-cycle variations in a spark ignition engines" Energy Procedia, 110, pp 310-315, 2017 [58] Zhijin Zhang, Tianyou Wang, Ming Jia, Qun Wei, Xiangzan Meng, Gequn Shu, "Combustion and particle number emissions of a direct injection spark ignition engine operating on ethanol/gasoline and nbutanol/gasoline blends with exhaust gas recirculation" Fuel, 130, pp 177188, 2014 [59] Fu-Quan Zhao, Ming-Chia Lai, David L Harrington, "The spray characteristics of automotive port fuel injection—a critical review" SAE transactions, pp 399-432, 1995 [60] Fu-Quan Zhao, Ming-Chia Lai, David L Harrington, "A review of mixture preparation and combustion control strategies for spark-ignited direct-injection gasoline engines" SAE transactions, pp 861-904, 1997 [61] Fuquan Zhao, M-C Lai, David L Harrington, "Automotive spark-ignited direct-injection gasoline engines" Progress in energy and combustion science, 25, pp 437-562, 1999 -118- C Website: [62] http://www.lexusv8engines.co.za/1uz-fe-vvt-i-4l-v8/ [63] https://www.sharcnet.ca/Software/Ansys/17.0/ en-us/help/wb_icom/wb_icom.html [64] http://vbpl.vn/bogiaothong/Pages/vbpq-toanvan.aspx?ItemID=26788 [65] http://vea.gov.vn/vn/tintuc/tintuchangngay/Pages ... cháy cách chuyên sâu động sử dụng hỗn hợp nhiên liệu Vì Nghiên cứu sử dụng nhiên liệu sinh học Butanol động đánh lửa cưỡng bức có ý nghĩa khoa học thiết thực Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng... đến khả sản xuất Butanol sinh học nghiên cứu để ứng dụng làm nhiên liệu sinh học Chương nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu đặc điểm trình sử dụng nhiên liệu sinh học pha Butanol Từ đề xuất... việc nghiên cứu sử dụng nhiên liệu sinh học cho động đốt nhiều trung tâm, viện nghiên cứu nhà khoa học đặc biệt quan tâm Sau hàng loạt thực nghiệm nghiên cứu sử dụng Butanol sinh học động cơng