Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực: Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật và phát thải khi sử dụng nhiên liệu dimethylfuran trên động cơ xăng

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu tổng quan quy trình sản xuất, tính chất lý hóa và khả năng ứng dụng của 2,5-dimethylfuran trên các loại động cơ đốt trong, đặc biệt là động cơ cháy cưỡng bức SI làm cơ sở để xác định khoảng trống và định hướng cho quá trình nghiên cứu; nghiên cứu cơ sở lý thuyết về quá trình cháy và hình thành phát thải của động cơ SI sử dụng nhiên liệu DMF để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật và phát thải của động cơ khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu DMF – xăng RON95 trên động cơ xăng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực: Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật và phát thải khi sử dụng nhiên liệu dimethylfuran trên động cơ xăng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH NCS. NGUYỄN DANH CHẤN NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHÁT THẢI KHI SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU DIMETHYLFURAN TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Ngành : Kỹ thuật Cơ khí Động lực Mã số ngành : 9520116 Người hướng dẫn khoa học : 1. PGS.TS. Hoàng Anh Tuấn 2. PGS.TS. Trần Quang Vinh TP. HỒ CHÍ MINH - 2021 Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Giao thông Vận tải thành phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Hoàng Anh Tuấn 2. PGS.TS. Trần Quang Vinh Phản biện độc lập 1: Phản biện độc lập 2: Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá Luận án họp tại .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... Vào lúc giờ ngày tháng năm 2021 Có thể tìm hiểu Luận án tại Thư viện: - Thư viện Trường Đại học Giao thông Vận tải thành phố Hồ Chí Minh MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Giao thông vận tải hiện đang phải đối mặt với hai thách thức lớn là sự cạn kiệt của nguồn nhiên liệu hóa thạch và vấn đề ô nhiễm môi trường. Nhiên liệu hóa thạch vẫn sẽ là nguồn năng lượng chính cho ngành giao thông trong nhiều thập kỷ tới, tuy nhiên xu hướng này không thể kéo dài mãi. Mặt khác, áp lực từ vấn đề ô nhiễm môi trường khiến các nhà chức trách trên khắp thế giới đưa ra các điều luật buộc ngành công nghiệp ô tô và hóa dầu phải phát triển các công nghệ mới nhằm giảm phát thải và cải thiện tính kinh tế nhiên liệu. Nhằm đạt các mục tiêu giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đa dạng hóa nguồn nhiên liệu, nhiên liệu sinh học thế hệ thứ 2 và 3 được xem như một ứng viên sáng giá cho việc thay thế một phần hoặc hoàn toàn các loại nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Trong số những loại nhiên liệu được tìm kiếm và nghiên cứu thì 2,5- dimethylfuran (DMF) đang nhận được sự quan tâm rất lớn của các nhà khoa học trên khắp thế giới. DMF có các tính chất tương đồng với xăng, đồng thời tốt hơn xăng ở một số đặc tính như chỉ số octan cao, bên cạnh đó DMF là loại nhiên liệu sinh học thế hệ thứ 2 nên không ảnh hưởng đến an ninh lương thực. Trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam hiện nay, khi xăng pha cồn etanolđã bước đầu đưa vào sử dụng, tuy nhiên hiệu quả kinh tế xã hội còn chưa rõ rệt và tiến triển chậm thì việc nghiên cứu để tìm ra một loại nhiên liệu thay thế mới, có hiệu quả tốt hơn là điều hết sức cần thiết và cấp bách. Từ những luận cứ trên, có thể thấy rằng: “Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật và phát thải khi sử dụng nhiên liệu dimethylfuran trên động cơ xăng” là một vấn đề rất cấp thiết trong bối cảnh hiện nay. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài a)Mục tiêu lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan quy trình sản xuất, tính chất lý hóa và khả năng ứng dụng của 2,5-dimethylfuran trên các loại động cơ đốt trong, đặc biệt là động cơ cháy cưỡng bức SI làm cơ sở để xác định khoảng trống và định hướng cho quá trình nghiên cứu. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về quá trình cháy và hình thành phát thải của động cơ SI sử dụng nhiên liệu DMF để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật và phát thải của động cơ khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu DMF – xăng RON95 trên động cơ xăng. b) Mục tiêu thực nghiệm: - Nghiên cứu tính toán mô phỏng với sự hỗ trợ của phần mềm AVL-Boost nhằm đánh giá các đặc tính làm việc và phát thải của động cơ SI khi sử dụng các hỗn hợp nhiên liệu DMF. - Nghiên cứu thực nghiệm đối chứng trên động cơ SI nhằm so sánh với kết quả mô phỏng cũng như đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính kỹ thuật và phát thải khi sử dụng các hỗn hợp nhiên liệu DMF. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: - Về nhiên liệu: xăng thương phẩm RON95 và DMF. - Về động cơ: động cơ cháy cưỡng bức. b) Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu của đề tài là thế hệ động cơ xăng điển hình được lắp đặt trên các xe ô tô con thông dụng với dải công suất từ 50 đến 100 kW. Các nghiên cứu mô phỏng và thực nghiệm được tiến hành với các nhiên liệu: xăng RON95 và hỗn hợp phối trộn như 10DMF, 20DMF và 30DMF (tương ứng với thành phần DMF trong hỗn hợp lần lượt là 10%, 20% và 30% theo thể tích với xăng thương phẩm RON95) nhằm đánh giá các đặc tính công suất, suất tiêu hao nhiên liệu và phát thải (NOx, HC và CO) theo đặc tính tải và đặc tính ngoài của động cơ. Phương pháp nghiên cứu a) Nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu tổng quan các nghiên cứu gần đây nhằm làm cơ sở cho việc đưa ra định hướng và nội dung chi tiết của nghiên cứu, - Nghiên cứu lý thuyết làm cơ sở chuyển đổi động cơ sử dụng xăng truyền thống sang sử dụng nhiên liệu DMF và thiết lập các chế độ vận hành cho động cơ. b) Nghiên cứu mô phỏng - Nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng và tính toán mô phỏng quá trình làm việc của động cơ khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu DMF-xăng RON95 bằng phần mềm AVL-Boost. c)Nghiên cứu thực nghiệm - Nghiên cứu thực nghiệm nhằm đánh giá tính năng kỹ thuật và phát thải của động cơ xăng khi sử dụng nhiên liệu DMF, qua đó xây dựng phương án tối ưu các thông số làm việc của động cơ khi chuyển sang dùng loại nhiên liệu mới này. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn a) Về khoa học Luận án có ý nghĩa trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết và chuyển đổi động cơ xăng truyền thống sang sử dụng nhiên liệu DMF. Đây là cơ sở cho việc c ...