- Lựa chọn mô hình k- mô phỏng dòng chảy rối - Vật liệu: không khí
- Điều kiện biên:
Điều kiện đầu vào của hỗn hợp không khí và HHO: pnap=0,95 bar, Tnap=310K, 10% HHO
Điều kiện đầu vào vòi phun xăng: lưu lượng phun 8g/s, nhiệt độ nhiên liệu 330K, tốc độ phun 100m/s
Quá trình nạp nhiên liệu và tạo hỗn hợp xăng-HHO-không khí
Mô phỏng quá trình nạp nhiên liệu và tạo hỗn hợp xăng-HHO-không khí trong động cơ được thực hiện nhờ phần mềm FLUENT. Sau đây là kết quả mô phỏng quá trình tạo hỗn hợp xăng-HHO-không khí tại vị trí góc quay trục khuỷu 30 độ TK (10 độ TK sau khi phun).
DUT.LRCC
Hình 3.4: Trường tốc độ (m/s)
Tốc độ dòng khí đi qua đường nạp tăng tại các vị trí tiết lưu (bướm ga), cửa xú páp nạp. Tốc độ không khí càng lớn thì sự hòa trộn giữa không khí và nhiên liệu diễn ra càng nhanh.
Hình 3.5: Phân bố mật độ hạt xăng (kg/m3)
Nhiên liệu sau khi thoát ra khỏi vòi phun được cuốn vào dòng khí và nhanh chóng bốc hơi. Những hạt nhiên liệu ngoài rìa tia bốc hơi và biến mất. Mật độ hạt tập trung ở lõi tia.
Hình 3.6: Phân bố nồng độ hơi xăng (%V)
DUT.LRCC
Hình 3.7: Phân bố nồng độ nhiên liệu (Xăng+H2) (%V)
Sau khi bốc hơi, hơi xăng cùng với hạt nhiên liệu còn sót lại được hút vào xi lanh và hòa trộn với hỗn hợp HHO-không khí đã chuẩn bị trước. Sự phân bố nồng độ nhiên liệu (Xăng+H2) tập trung ở vùng tia phun xăng. Sự phân bố hệ số tương đương tỉ lệ với nồng độ nhiên liệu nên vùng hỗn hợp đậm cũng tập trung vào khu vực tia phun xăng
Hình 3.8: Phân bố hệ số tương đương
Hình 3.9: Phân bố mật độ hạt xăng theo góc quay trục khuỷu
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
a (độ TK)
Phân bố mật độ hạt xăng theo góc quay trục khuỷu
DUT.LRCC
Hình 3.10: Tốc độ bốc hơi của hạt nhiên liệu theo góc quay trục khuỷu
Hình 3.9 giới thiệu biến thiên mật độ hạt nhiên liệu lỏng theo góc quay trục khuỷu. Chúng ta thấy mật độ hạt xăng lỏng chỉ tồn tại trong kỳ nạp từ lức bắt đầu phun (20 độ TK) đến 80 độ TK. Khi bắt đầu quá trình nén, hầu như không còn hạt nhiên liệu lỏng. Hình 3.10 giới thiệu đường cong bốc hơi hạt nhiên liệu lỏng. Tốc độ bốc hơi cao nhất xảy ra trong giai đoạn phun sau đó giảm dần do nhiệt độ khí nạp giảm. Khoảng 90 độ TK, tốc độ bốc hơi đạt đỉnh mới do tốc độ dòng khí tăng làm tăng truyền nhiệt đối lưu giữa không khí và hạt nhiên liệu lỏng.
Hình 3.11: Nồng độ hơi xăng theo góc quay trục khuỷu
0.0E+00 5.0E-08 1.0E-07 1.5E-07 2.0E-07 2.5E-07 3.0E-07
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 a (độ TK)
Tốc độ bốc hơi của hạt nhiên liệu theo góc quay trục khuỷu
0 1 2 3 4 5 6
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Nồng độ hơi xăng (V %)
a (độ TK)
Nồng độ hơi xăng theo góc quay trục khuỷu
DUT.LRCC
Hình 3.12: Nồng độ nhiêu liệu theo góc quay trục khuỷu
Các hình 3.11 và 3.12 giới thiệu biến thiên nồng độ hơi xăng và nồng độ nhiên liệu gồm xăng và H2. Chúng ta thấy đường cong nồng độ đạt đỉnh cực đại trong khoảng từ 80-90 độ TK sau đó giảm dần và đạt giá trị ổn định trong kỳ nén. Điều này là do sau khi kết thúc phun xăng, không khí tiếp tục nạp vào xi lanh làm cho hỗn hợp loãng dần. Khi kỳ kén bắt đầu, xú páp nạp đóng, nồng độ nhiên liệu trong xi lanh ổn định.
Hệ số tương đương của hỗn hợp được xác định dựa vào nồng độ nhiên liệu và nồng độ oxygen. Hình 3.13 giới thiệu biến thiên hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu. Biên dạng đường cong tương tự như đường cong biến thiên nồng độ nhiên liệu.
Hình 3.13: Đường cong hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu
7 8 9 10 11 12 13
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Nồng độ nhiên liệu (%V)
a (độ TK)
Nồng độ nhiêu liệu theo góc quay trục khuỷu
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Hệ số tương đương
a (độ TK)
Đường cong hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu
fi_xăng fi_xăng+HHO
DUT.LRCC