Khảo sát ảnh hưởng của độ nhớt, tỷ trọng nhiên liệu đến quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel

Bài báo trình bày kết quả xây dựng mô hình mô phỏng, khảo sát ảnh hưởng của tỷ trọng (p=820 ÷ 860 kg/m3 ) và độ nhớt động học (p=2,0 ÷ 4,5 mm2 /s) của nhiên liệu đến quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel B2 trên cơ sở ứng dụng phần mềm mô phỏng chuyên dụng Diesel-RK.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát ảnh hưởng của độ nhớt, tỷ trọng nhiên liệu đến quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Khảo sát ảnh hưởng của độ nhớt, tỷ trọng nhiên liệu đến quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel Investigating the effect of viscosity, density to the formation and development of fuel spray in diesel combustion chamber Phùng Văn Được1, Nguyễn Hoàng Vũ1, Trần Thị Tuyết2 1 Học viện Kỹ thuật Quân sự, duocpvmta@gmail.com 2 Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Tóm tắt Thuộc tính của nhiên liệu (với 2 thông số quan trọng là độ nhớt và tỷ trọng) có ảnh hưởng lớn đến quá trình phân rã tia phun, quá trình tạo hỗn hợp - cháy trong động cơ diesel. Việc nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá lượng hóa tác động của thuộc tính nhiên liệu đến quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy gặp nhiều khó khăn. Bài báo trình bày kết quả xây dựng mô hình mô phỏng, khảo sát ảnh hưởng của tỷ trọng (=820 ÷ 860 kg/m3) và độ nhớt động học (=2,0 ÷ 4,5 mm2/s) của nhiên liệu đến quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel B2 trên cơ sở ứng dụng phần mềm mô phỏng chuyên dụng Diesel-RK. Từ khóa: Tỷ trọng, độ nhớt, quá trình phát triển tia phun, động cơ B2, phần mềm Diesel-RK. Abstract Properties of fuel (with 2 important parameters are the viscosity and density) have a great influence on the process of breakup diesel spray, the process of creating mixed- combustion in diesel engines. The empirical research to measure the impact of fuel properties about the process of formation and development of fuel spray encountered difficulties. This paper presents the results of building the simulations model, investigated the effect of density (=820 ÷ 860 kg/m3) and kinematic viscosity (=2.0 ÷ 4.5 mm2/s) to the formation and development of fuel spray in combustion chamber of B2 diesel engine using dedicated simulation software Diesel-RK. Keywords: Kinematic viscosity, density, development of diesel spray, B2 diesel engine, Diesel-RK software. 1. Đặt vấn đề Các thuộc tính của nhiên liệu diesel có ảnh hưởng lớn đến quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơ. Các thuộc tính vật lý của nhiên liệu diesel có tác động trực tiếp đến quy luật cung cấp nhiên liệu (QLCCNL) và quá trình hình thành, phát triển của tia phun là tỷ trọng, độ nhớt và sức căng mặt ngoài của hạt nhiên liệu,... Với động cơ sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel kiểu cơ khí, nhiên liệu được điều chỉnh theo một thể tích nhất định để cung cấp vào buồng cháy động cơ. Do đó, tỷ trọng của nhiên liệu sẽ quyết định khối lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình công tác (CTCT) và năng lượng sản sinh trong quá trình cháy [1], [4]. Độ nhớt của nhiên liệu diesel có tác động trực tiếp đến sự vận hành của động cơ. Nếu nhiên liệu có độ nhớt quá lớn sẽ làm tăng tổn thất bơm trong bơm cao áp và vòi phun, dẫn đến làm giảm áp suất phun, ảnh hưởng đến quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơ. Ngược lại, khi độ nhớt quá thấp có thể làm bơm cao áp bị kẹt, tăng lượng rò lọt nhiên liệu [1], [2]. HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 128 THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của độ nhớt, tỷ trọng đến quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel B2 bằng phần mềm chuyên dụng Diesel-RK. Kết quả nghiên cứu là thông số đầu vào cho việc tính toán CTCT, nghiên cứu sâu hơn về quá trình hình thành và phát triển tia phun trong buồng cháy. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng của độ nhớt, tỷ trọng nhiên liệu đến quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel bằng phần mềm mô phỏng chuyên dụng. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng các phần mềm mô phỏng chuyên dùng để nghiên cứu, khảo sát quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel. Cụ thể: Sử dụng mô hình đã được các tác giả xây dựng trong phần mềm mô phỏng chuyên dụng Inject32 [3, 5, 11] để tính toán, xác định QLCCNL của đối tượng nghiên cứu - Sử dụng kết quả tính toán mô phỏng có được từ Inject32 kết hợp với phần mềm mô phỏng chuyên dụng Diesel-RK để nghiên cứu, khảo sát quá trình hình thành và phát triển của tia phun trong buồng cháy động cơ diesel B2 [3, 6]. Sơ đồ khối các bước công việc để nghiên cứu, khảo sát quá trình hình thành và phát triển của tia phun được trình bày như trên hình 1. Xây dựng Mô hình mô phỏng HTPNL QLCCNL ứng với của động cơ B2 trong Inject32 các chế độ khảo sát Xây dựng Mô hình CTCT của động cơ B2 trong Diesel-RK Khảo sát quá trình hình thành và phát triển của tia phun ứng với các chế độ khảo sát Hình 1. Các bước nghiên cứu, khảo sát quá trình hình thành và phát triển của tia phun 2.3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là động cơ diesel B2, là ...