- Sự thay đổi các thuộc tính hóalý, đặc tính cháy của hỗn hợp biodiesel phụ thuộc vào tỷ lệ pha trộn và nguồn gốc của B100 Trong phạm vi nghiên cứu của
2.4.2.Lựa chọn phần mềm tính toán chu trình công tác và các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng, môi trường của động cơ
d. Tốc độ tỏa nhiệt khi cháy
2.4.2.Lựa chọn phần mềm tính toán chu trình công tác và các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng, môi trường của động cơ
năng lượng, môi trường của động cơ
Hiện nay, các hãng nghiên cứu động cơ đốt trong nổi tiếng trên thế giới đã phát triển các phần mềm chuyên nghiệp cho phép giải quyết các bài toán tính toán mô phỏng, hoàn thiện CTCT của động cơ như Boost (AVL), Wave (Ricardo), GT- Power (Gamma Technologies). Giá của chúng rất cao, có thể tới hàng trăm nghìn đô la Mỹ. Mặt khác, các phần mềm nói trên không cho phép nghiên cứu chi tiết ảnh hưởng của hình dáng buồng cháy, hướng chùm tia phun và các đặc điểm khác của quá trình tạo hỗn hợp tới chất lượng quá trình cháy [125], [126].
Trong khi đó, phần mềm mô phỏng chuyên dụng Diesel-RK, [127] của Đại học Kỹ thuật Quốc gia Bauman (đã được nhiều cơ sở chuyên nghiên cứu phát triển, sản xuất động cơ đốt trong sử dụng, [127]) có thể giúp giải quyết những vấn đề nêu trên. Phần mềm Diesel-RK sử dụng mô hình cháy đa vùng RK, đã xem xét chi tiết các thông số ảnh hưởng đến quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơ diesel như: QLCCNL, hình dạng buồng cháy; hình dạng và phân bố chùm tia phun; dạng và cường độ vận động rối của khối khí trong xi lanh, sự tương tác của tia phun với bề mặt buồng cháy; sự tương tác giữa các tia phun liền kề. Chính vì vậy, Diesel-RK cho phép dự báo chính xác động học quá trình cháy và hình thành các chất ô nhiễm của động cơ diesel khi thay đổi các thông số nói trên. Một số giao diện của phần mềm Diesel-RK được giới thiệu trên Hình 2.7.
Hình 2.7. Một số giao diện của phần mềm Diesel-RK, [127]
Cơ sở lý thuyết tính toán CTCT, các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và mức phát thải (NOx, độ khói) trình bày trong mục 2.2 là cơ sở lý thuyết chung của lĩnh vực động cơ đốt trong đồng thời cũng là cơ sở lý thuyết của phần mềm Diesel-RK. Sự
khác biệt chủ yếu của RK với các phần mềm khác là ở mô hình tia phun, mô hình tạo hỗn hợp và mô hình cháy của tia phun.
Các ưu điểm của phần mềm Diesel-RK trong việc mô phỏng và tối ưu hóa toàn bộ CTCT của động cơ diesel có thể kể đến như sau:
- Cho phép đánh giá chi tiết tác động của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phun nhiên liệu, quá trình hình thành hỗn hợp; động học quá trình cháy và sự hình thành các chất ô nhiễm.
- Cho phép tính toán ảnh hưởng của thành phần nhiên liệu, các thuộc tính của nhiên liệu đến quá trình hình thành hỗn hợp, động học quá trình cháy và sự hình thành các chất ô nhiễm. Có thư viện dữ liệu về các loại nhiên liệu sinh học (trong đó có biodiesel) khá phong phú, cho phép cập nhật trực tiếp về thuộc tính của các loại nhiên liệu mới.
- Chức năng tối ưu hóa đa tham số cho phép tối ưu hóa về thiết kế, quá trình cung cấp nhiên liệu, cơ cấu phối khí… nhằm đạt được sự thỏa hiệp của 2 mục tiêu lớn nhất là giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm mức độ ô nhiễm (NOx, PM).
- Kết hợp mô phỏng nhiệt động với việc dự báo trường nhiệt độ các chi tiết (pít tông, xi lanh, nắp máy).
- Cho phép liên kết với các phần mềm mô phỏng khác phục vụ mục đích thiết kế tổng thể phương tiện (kiểm tra sự tương thích của động cơ diesel với phương tiện sử dụng chúng về mức tiêu thụ nhiên liệu, mức phát thải ô nhiễm …).
Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của phần mềm, cũng như mục đích nghiên cứu của Luận án, NCS lựa chọn phần mềm Diesel-RK làm công cụ tính toán CTCT, các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng, môi trường của động cơ B2 khi sử dụng B0 và biodiesel B10, B20.