(M7C3, vanball_75deg, bga_72%, n=2200v/ph)
3.7. Tính tốn mơ phỏng q trình cháy hỗn hợp biogas-khơng khí trong động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức bằng phần mềm FLUENT động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức bằng phần mềm FLUENT
Phần tiếp theo đây sẽ trình bày kết quả tính tốn mơ phỏng ảnh hưởng của dạng buồng cháy và tỉ số nén cũng như gĩc đánh lửa sớm và thành phần CH4 trong biogas đến tính năng cơng tác của động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức được chuyển đổi từ động cơ diesel cĩ buồng cháy nguyên thủy dạng omega. Kết quả cho thấy việc tận dụng
kết cấu buồng cháy xốy lốc cĩ sẵn của động cơ giúp cải thiện đáng kể tốc độ cháy và cơng chỉ thị của động cơ so với việc sử dụng buồng cháy đơn giản. Tỉ số nén phù hợp với động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức nằm trong khoảng từ =11,5 đến 12,5 ở tốc độ 2200v/ph. Ở tốc độ định mức 2200v/ph, gĩc đánh lửa sớm tối ưu của động cơ sau chuyển đổi là φs=40o trước ĐCT. Giá trị này giảm khi tốc độ động cơ giảm hoặc khi nồng độ CH4 trong biogas tăng.
Chi tiết quá trình mơ phỏng quá trình cháy biogas trong động cơ đánh lửa cưỡng bức thể hiện trong phần Phụ lục 3.
3.7.1. Thiết lập mơ hình tính tốn
Nghiên cứu được thực hiện trên động cơ diesel ZH1115 do Trung Quốc chế tạo. Động cơ cĩ đường kính xi lanh D=115mm, hành trình piston S=115mm, tỉ số nén =17 đạt cơng suất cực đại 24HP ở tốc độ định mức 2200v/ph. Đây là chủng loại động cơ được sử dụng khá phổ biến hiện nay ở nước ta.
Cơng đoạn cơ bản trong việc chuyển đổi động cơ này thành động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức là cải tạo buồng cháy động cơ và giảm tỉ số nén sao cho động cơ hoạt động hiệu quả nhất. Đầu tiên sẽ so sánh tính năng của động cơ biogas khi sử dụng lại buồng cháy xốy lốc cĩ sẵn của động cơ diesel và khi cải tạo buồng cháy này thành buồng cháy phẳng đơn giản. Trong trường hợp thứ nhất, piston nguyên thủy của động cơ được tiện bỏ phần đỉnh một lớp kim loại để giảm tỉ số nén. Phần lõm dạng omega của buồng cháy khơng thay đổi. Trong trường hợp thứ hai, phần lõm của piston được hàn đắp, sau đĩ tiện đỉnh piston để đạt các tỉ số nén cần thiết.