Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực: Tự động điều chỉnh hệ số tương đương và góc đánh lửa sớm để nâng cao hiệu quả công tác của động cơ biogas-hydrogen

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực "Tự động điều chỉnh hệ số tương đương và góc đánh lửa sớm để nâng cao hiệu quả công tác của động cơ biogas-hydrogen" được nghiên cứu với mục tiêu: Cải tạo động cơ tĩnh tại cung cấp xăng bằng bộ chế hòa khí thành động cơ tĩnh tại phun nhiên liệu và điều chỉnh góc đánh lửa sớm tự động theo thành phần nhiên liệu và chế độ vận hành trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid sinh khối-năng lượng mặt trời.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực: Tự động điều chỉnh hệ số tương đương và góc đánh lửa sớm để nâng cao hiệu quả công tác của động cơ biogas-hydrogen ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI VĂN HÙNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ TƯƠNG ĐƯƠNG VÀGÓC ĐÁNH LỬA SỚM ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ BIOGAS-HYDROGEN Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí Động lực Mã số : 9520116 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, 2023 Công trình được hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Hướng dẫn khoa học : 1. GS. TSKH. Bùi Văn Ga 2. PGS. TS. Bùi Thị Minh Tú Phản biện 1: ............................................................ Phản biện 2: ............................................................ Phản biện 3: ............................................................Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đơn vị chuyên môn tại Trường Đại học Bách Khoa, vào lúc: ...... giờ………. Ngày…… tháng……năm ……Có thể tìm luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Học liệu và Truyền thông, ĐHBK- ĐHĐN MỞ ĐẦU1. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Biogas thô chứa chủ yếu methane (CH4) và tạp chất carbondioxide (CO2) nên nhiệt trị của nó thấp hơn khí thiên nhiên. Mặc dùCO2 có trong khí biogas làm giảm phát thải ô nhiễm, nhưng tạp chấtnày lại có xu hướng làm tăng thời gian cháy trễ và giảm tốc độ lantruyền màng lửa nên sẽ làm giảm hiệu suất nhiệt động cơ [18]. Làmgiàu biogas bằng hydrogen (H2) là giải pháp hữu hiệu để giải quyếtvấn đề này. Tuy nhiên, H2 có thể gây ra các kết quả không mong muốnnhư tăng lượng phát thải NOx vì nhiệt độ cháy cao và giảm hiệu suấtnhiệt do tổn thất nhiệt. Việc pha trộn một tỉ lệ vừa phải H2 vào biogas,sẽ cải thiện được tính năng của động cơ đồng thời không làm tăng phátthải các chất ô nhiễm. Trên thị trường hiện nay có sẵn phần lớn các bộ phận để lắp ráphệ thống năng lượng tái tạo hybrid, trừ động cơ đốt trong kéo máy phátđiện phù hợp với yêu cầu của hệ thống. Động cơ đốt trong được thiếtkế để làm việc với một loại nhiên liệu cho trước và trong điều kiện vậnhành xác định. Trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid, thành phầnnhiên liệu thay đổi thường xuyên theo nguyên liệu đầu vào và nguồnhydrogen do điện mặt trời cung cấp. Mặt khác, chế độ tải của động cơcũng thay đổi thường xuyên để cung cấp tải bù cho hệ thống. Do đó,động cơ phải được điều chỉnh một cách linh hoạt các thông số vậnhành, đặc biệt là góc đánh lửa sớm và hệ số tương đương của hỗn hợp.Động cơ tĩnh tại truyền thống khó có thể đáp ứng được yêu cầu này. Luận án tập trung xử lý hai vấn đề chính của động cơ trong hệthống năng lượng tái tạo hybrid, đó là điều khiển quá trình cung cấpnhiên liệu để điều chỉnh hệ số tương đương và điều chỉnh góc đánh 1 lửa sớm tối ưu để đảm bảo cho động cơ hoạt động hiệu quả với nhiên liệu biogas-hydrogen với thành phần thay đổi trong phạm vi rộng. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Cải tạo động cơ tĩnh tại cung cấp xăng bằng bộ chế hòa khí thành động cơ tĩnh tại phun nhiên liệu và điều chỉnh góc đánh lửa sớm tự động theo thành phần nhiên liệu và chế độ vận hành trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid sinh khối-năng lượng mặt trời. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Cải tạo động cơ tĩnh tại truyền thống cung cấp xăng bằng bộ chế hòa khí thành động cơ tĩnh tại điều khiển điện tử quá trình phun nhiên liệu và góc đánh lửa sớm theo thành phần nhiên liệu và chế độ vận hành trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid sinh khối-năng lượng mặt trời. Phạm vi nghiên cứu:- Cải tạo động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí truyền thống thành động cơ tĩnh tại điều khiển điện tử có tốc độ thay đổi trong phạm vi hẹp tương ứng với điều kiện làm việc của động cơ tĩnh tại.- Đánh giá bằng thực nghiệm tính năng kỹ thuật và mức độ phát thải ô nhiễm của động cơ ở một số điểm xác định trên đường đặc tính điều tốc với thành phần nhiên liệu xác định.- Mô phỏng được thực hiện ở nhiều chế độ công tác và nhiều thành phần nhiên liệu để mở rộng kết quả nghiên cứu. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết, mô phỏng và thực nghiệm. • Phần lý thuyết: tập trung nghiên cứu cơ sở quá trình cháy rối của hỗn hợp nhiên liệu khí, cơ sở hình thành các chất ô nhiễm, 2 tập trung phân tích ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp nhiên liệu biogas-hydrogen đến tính năng công tác và mức độ phát thải ô nhiêm của động cơ. • Phần mô phỏng: Sử dụng phần mềm ANSYS FLUENT để mô phỏng quá trình cung cấp nhiên liệu và quá trình cháy của động cơ chạy bằng hỗn hơp nhiên liệu biogas-hydrogen. Về quá trình cung cấp nhiên liệu tập trung phân tích ảnh hưởng của kỹ thuật cung cấp nhiên liệu biogas-hydrogen hòa trộn trước (blend) và cung cấp nhiên liệu biogas/hydrogen riêng rẽ (dual). Về quá trình cháy, tập trung mô phỏng ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp và góc đánh lửa sớm đến tính năng kỹ thuật và mức độ phát thải ô nhiễm của động cơ. • Phần thực nghiệm: Thực hiện việc cải tạo động cơ tĩnh tại chạy xăng, cung cấp nhiên liệu bằng bộ chế hòa khí thành động cơ phun nhiên liệu khí và đánh lửa điều khiển điện tử, cụ thể xây dựng giản đồ cung cấp nhiên liệu biogas-hydrogen trên đường đặc tính điều tốc và thiết kế mạch điều khiển điện tử để thực hiện việc cung cấp nhiên liệu và điều chỉnh góc đánh lửa sớm tối ưu theo chế độ công tác của động cơ. Tiến hành đo đạc thực nghiệm công suất và mức độ ...