Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng hyđrô thêm vào đường nạp đến hiệu suất và phát thải của động cơ diesel

Một trong những biện pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu quả quá trình cháy trên các động cơ hiện hành mà không cần thay đổi nhiều về kết cấu động cơ là bổ sung một lượng nhỏ khí hyđrô hoặc khí giàu hyđrô vào động cơ. Hyđrô có đặc điểm khuếch tán nhanh, dễ bắt cháy và cháy nhanh nên khi được bắt cháy trong hỗn hợp với nhiên liệu hóa thạch truyền thống trong xi lanh động cơ nó sẽ làm tăng tốc độ cháy của hỗn hợp nhiên liệu và giúp nhiên liệu cháy kiệt, nhờ đó làm tăng hiệu quả quá trình cháy và giảm phát thải độc hại của động cơ.

Với những ưu điểm vượt trội đặc biệt là phần giảm tải ô nhiễm khí thải nhiên liệu hyđrô còn có những nhược điểm như giá trị nhiệt thấp, việc lưu chứa nhiên liệu hyđrô hóa lỏng khá khó khăn cho nên nhiên liệu hyđrô chỉ được sử dụng nhiều như một phụ gia thêm vào nhiên liệu xăng hoặc diesel sử dụng trên động cơ đốt trong truyền thống. Với phương pháp này thì chỉ cần sử dụng một lượng hyđrô nhất định để thêm vào đường nạp hòa trộn cùng hỗn hợp nhiên liệu chính để gia tăng hiệu suất sử dụng nhiên liệu, khiến quá trình cháy trong xylanh diễn ra đều do vậy sẽ làm giảm lượng khí độc thải ra ngoài môi trường.

Chính vì vậy, học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng hyđrô thêm vào đường nạp đến hiệu suất và phát thải của động cơ diesel” làm đề tài luận văn cao học của mình.

NỘI DUNG:

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................... vi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................... vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .................................................. viii

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1

2. Mục đích của đề tài ....................................................................................... 3

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ....................................................................... 3

* Ý nghĩa khoa học: ....................................................................................... 3

* Ý nghĩa thực tiễn: ........................................................................................ 3

4. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 4

5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 4

6. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 4

7. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................ 6

1.1. Vấn đề thiếu hụt năng lượng và ô nhiễm môi trường ................................ 6

1.2. Nhiên liệu thay thế ..................................................................................... 7

1.2.1. Nhiên liệu thay thế dạng khí ................................................................ 8

1.2.2. Nhiên liệu thay thế dạng lỏng .............................................................. 9

1.3. Nhiên liệu hyđrô dùng cho động cơ đốt trong ......................................... 12

1.3.1. Khái niệm chung ................................................................................ 12

1.3.2. Tính chất của khí hyđrô ..................................................................... 14

1.3.3. Động cơ đốt trong dùng đơn nhiên liệu hyđrô .................................. 19

1.3.4. Động cơ đốt trong bổ sung hyđrô ...................................................... 23

1.3.5. Tồn chứa và vận chuyển hyđrô .......................................................... 25

1.4. Nghiên cứu sử dụng hyđrô cho động cơ đốt trong dưới dạng lưỡng nhiên

liệu ................................................................................................................... 27

1.4.1. Sử dụng nhiên liệu hyđrô cho động cơ cháy do nén .......................... 27

1.4.2. Sử dụng nhiên liệu hyđrô cho động cơ cháy cưỡng bức .................... 29

1.5. Kết luận chương 1 .................................................................................... 30

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ ... 31

SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU ................................................................ 31

2.1. Vấn đề kiểm soát phát thải độc hại trong động cơ đốt trong ................... 31

2.1.1. Đặc điểm phát thải độc hại của động cơ đốt trong ........................... 31

2.1.2. Các biện pháp giảm phát thải độc hại ............................................... 34

2.2. Các mô hình tính toán chu trình công tác động cơ đốt trong ................... 36

2.3. Mô hình cung cấp lưỡng nhiên liệu diesel - hyđrô .................................. 40

2.4. Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình mô phỏng .......................................... 41

2.4.1. Mô hình nhiệt động bên trong xi lanh động cơ .................................. 41

 Lựa chọn mô hình cháy ........................................................................ 42

 Lựa chọn mô hình truyền nhiệt ............................................................ 45

 Tính nhiệt lượng tỏa ra khi cháy trong xi lanh .................................... 47

2.4.2. Mô hình đường ống thải ..................................................................... 49

2.4.3. Mô hình đường ống nạp ..................................................................... 49

2.5. Xây dựng mô hình mô phỏng phần mềm GT-Power ............................... 50

2.5.1. Giới thiệu chung về phần mềm GT-Power ........................................ 50

2.5.2. Các phần tử chính của mô hình động cơ khảo sát............................. 51

2.6. Kết luận chương 2 .................................................................................... 59

CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ LƯỠNG NHIÊN LIỆU ................... 60

DIESEL - HYĐRÔ ......................................................................................... 60

3.1. Tính toán các thông số nhiệt động động cơ diesel V12 ........................... 60

3.1.1. Mô hình hóa động cơ V12 .................................................................. 60

3.1.2. Mô phỏng động cơ V12 nguyên bản .................................................. 65

3.1.3. Mô phỏng động cơ V12 khi chuyển sang vận hành lưỡng nhiên liệu 67

3.2. Kết quả mô phỏng .................................................................................... 69

v

3.2.1. Ảnh hưởng của lượng phun hyđrô đến áp suất môi chất ................... 69

3.2.2. Ảnh hưởng của lượng phun hyđrô đến nhiệt độ môi chất ................. 71

3.2.3. Ảnh hưởng của lượng hyđrô đến dòng nhiệt ..................................... 72

3.2.4. Ảnh hưởng của lượng phun hyđrô đến đặc tính phát ........................ 73

3.3. Kết luận chương 3 .................................................................................... 76

KẾT LUẬN CHUNG ...................................................................................... 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LƯU Ý:

Tài liệu được chia sẻ bởi CTV EBOOKBKMT "Nguyễn Duy Long" chỉ được dùng phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu.

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: