Thiết kế và chế tạo buồng cháy đẳng tích ứng dụng trong nghiên cứu mô phỏng sự cháy động cơ diesel

Bài viết Thiết kế và chế tạo buồng cháy đẳng tích ứng dụng trong nghiên cứu mô phỏng sự cháy động cơ diesel mô tả quá trình thiết kế, chế tạo buồng cháy đẳng tích nhằm phát triển công cụ nghiên cứu mô phỏng sự cháy trong động cơ diesel. Bằng việc thay đổi điều kiện môi chất và quá trình phun, ta có thể mô phỏng được các ảnh hưởng của áp suất, nhiệt độ, thành phần ô xy (EGR), quá trình hình thành và phát triển tia phun, quá trình hòa trộn lên đặc tính quá trình cháy, đặc tính phát thải của động cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế và chế tạo buồng cháy đẳng tích ứng dụng trong nghiên cứu mô phỏng sự cháy động cơ diesel ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 19 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BUỒNG CHÁY ĐẲNG TÍCH ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG SỰ CHÁY ĐỘNG CƠ DIESEL DESIGNING AND FABRICATING A CONSTANT-VOLUME COMBUSTION VESSEL APPLYING FOR SIMULATED DIESEL COMBUSTION Nguyễn Văn Đông1, Nguyễn Ngọc Dũng2 1 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; nguyenvandong@dut.udn.vn 2 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh Tóm tắt - Ứng dụng nhiên liệu sinh học trên động cơ đốt trong hiện Abstract - The application of biofuels on internal combustion engine đang được xem là những hướng phát triển chính trong việc giảm is being considered as one of the most important directions in solving sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch, giảm phát thải ô dependence on fossil fuel and reducing air pollution. The main nhiễm môi trường. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là mô tả quá objective of the research is to describe the design and fabrication of trình thiết kế, chế tạo buồng cháy đẳng tích nhằm phát triển công a constant-volume combustion vessel. The vessel can simulate cụ nghiên cứu mô phỏng sự cháy trong động cơ diesel. Bằng việc environment and condition similar to that in a diesel combustion. By thay đổi điều kiện môi chất và quá trình phun, ta có thể mô phỏng changing ambient and injection conditions, the vessel can simulate được các ảnh hưởng của áp suất, nhiệt độ, thành phần ô xy (EGR), the effects of ambient pressure, ambient temperature, oxygen quá trình hình thành và phát triển tia phun, quá trình hòa trộn lên concentration (EGR), spray penetration and development, mixture đặc tính quá trình cháy, đặc tính phát thải của động cơ. Hệ thống formation on combustion and emission characteristics. The constant- buồng cháy bao gồm cụm buồng cháy, hệ thống tạo hỗn hợp, hệ volume vessel includes combustion chamber, mixture preparation thống khuấy, hệ thống đánh lửa, hệ thống phun nhiên liệu, hệ system, stirrer system, ignition system, fuel injection system and data thống đo và xử lý số liệu. Việc thiết kế, chế tạo thành công buồng acquisition system. The research on the design and fabrication of a cháy là cơ sở để thực hiện các cơ bản về sự cháy, động cơ và constant-volume vessel establishes the background for the nhiên liệu thay thế tại Việt Nam development of fundamental research on combustion, engine, and alternative fuels in Vietnam. Từ khóa - Buồng cháy đẳng tích; mô phỏng sự cháy diesel; thời Key words - Constant-volume combustion vessel; simulated gian cháy trễ; nhiên liệu thay thế; EGR. diesel combustion; alternative fuel; Ignition delay; EGR. 1. Giới thiệu dầu thực vật hay mỡ động vật. Về phương diện hóa học thì Các loại nhiên liệu hóa thạch là nguồn tài nguyên không biodiesel là hỗn hợp methyl ester của những axít béo, được tái tạo, bởi vì trái đất mất hàng triệu năm để tạo ra chúng tạo ra từ các loại dầu thực vật (dầu dừa, dầu Jatropha và lượng tiêu thụ đang diễn ra nhanh hơn tốc độ được tạo curcas, dầu đậu nành, dầu cọ, dầu cải [4], các nguồn dầu tái thành [1]. Dầu thô, khí ga và than đá là những nhiên liệu chế trong quá trình chế biến thực phẩm từ các nhà hàng hóa thạch đã và đang trên đà cạn kiệt. Chúng là nguồn (recycled cooking oils) hoặc dầu từ mỡ động vật [5]. Dầu nhiên liệu chính cung cấp nguồn năng lượng cho các ngành biodiesel được oxy hóa và chứa khoảng 11% oxy [6]. công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, giao thông vận tải, Biodiesel có tiềm năng rất lớn, dùng làm nhiên liệu thay quân sự và hầu hết các hoạt động của con người. Nhiên liệu thế nhiên liệu diesel truyền thống sử dụng cho động cơ. Có hóa thạch hiện đang cung cấp khoảng 90% cho tất cả các hai tiêu chuẩn phát triển dầu diesel sinh học chính là năng lượng thương mại được sử dụng trên thế giới [2]. Năm ASTM-D 6751 ở Hoa Kỳ và EN14214 ở Liên minh Châu 2009, người ta ước tính khí thải từ các hoạt động có liên Âu. Theo đó, quá trình sản xuất diesel sinh học bắt đầu từ quan đến các sản phẩm từ dầu mỏ và nhiên liệu hóa thạch dầu thực vật nguyên chất hoặc các chất béo đã qua sử dụng. chiếm khoảng 70% tổng lượng khí thải trên toàn thế giới Ưu điểm của dầu biodiesel là giảm đáng kể khí thải [3]. Khí thải là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi (Cacbon monoxide - CO, Hidrocacbon - HC, Particulate khí hậu, hiệu ứng nhà kính và hàng loạt các vấn đề về môi matter - PM) của động cơ góp phần làm giảm hiệu ứng nhà trường, việc đốt nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch thải ra kính [7], có thể sử dụng trực tiếp cho động cơ diesel, mà môi trường một lượng lớn các chất gây ô nhiễm, đang phá không cần phải cải tạo [9], có độ nhờn cao hơn dầu diesel, hủy trầm trọng môi trường sống, gây biến đổi khí hậu và là tăng tính an toàn trong bảo quản và vận chuyển (có điểm một trong những nguyên nhân chính dẫn đến các thảm họa chớp cháy cao hơn)… Vì những ưu điểm trên, dầu thiên tai trong những năm gần đây. Rất nhiều các biện biodiesel được xem là nguồn nhiên liệu thay thế phù hợp, pháp, giải pháp đã được đề xuất, triển khai ứng dụng. Trong tối ưu và đáp ứng được yêu cầu cấp ...