Kết quả của luận án cho phép rút ra được những kết luận sau:
- Tổ hợp van chân không gồm một van cấp ga liên tục và một van cấp ga gián đoạn qua bộ venturi lắp song song với đường nạp của hệ thống nhiên liệu xăng cho phép điều chỉnh được hệ số tương đương thích nghi với các chế độ công tác khác nhau của động cơ chạy bằng nhiên liệu hybrid biogas-xăng.
- Động cơ chạy hybrid biogas-xăng với hệ số tương đương trong khoảng 0,9- 1,15 thì nhiệt độ cháy chỉ thay đổi nhẹ, nồng độ NOx đạt giá trị cực đại, trong khi đó nồng độ CO, HC tăng rất mạnh khi >1. Công chỉ thị chu trình và công suất của động cơ đạt giá trị cực đại ứng với hệ số tương đương tối ưu khoảng =1,1. Khi động cơ hybrid chạy bằng methane thì công chỉ thị chu trình giảm nhiều nhất 13% so với khi động cơ chạy bằng xăng. Khi chạy bằng biogas M6C4 thì công chỉ thị chu trình giảm nhiều nhất 27% so với xăng, giảm nhiều nhất 17% so với methane và giảm 10,5% so với biogas M8C2.
- Động cơ hybrid chạy bằng methane thì phát thải HC và CO bé nhất, khi động cơ chạy bằng xăng thì phát thải NOx cao nhất còn khi động cơ chạy bằng biogas M6C4 thì phát thải CO cao nhất nhưng phát thải NOx thấp nhất. Việc phối hợp sử dụng xăng/biogas, tức phối hợp xăng/methane/carbonic có thể giúp cho động cơ đạt được sự hài hòa giữa tính năng kỹ thuật và phát thải ô nhiễm.
- Hàm lượng xăng tối ưu trung bình để pha vào biogas M7C3 là 30%. Công chỉ thị chu trình và nồng độ NOx tăng rất nhanh trong khi phát thải CO, HC giảm mạnh theo hàm lượng xăng pha vào biogas khi hàm lượng xăng nhỏ hơn 30%.
- Cùng thành phần nhiên liệu, động cơ chạy ở tốc độ 2000 v/ph thì phát thải CO giảm nhiều nhất 80%, phát thải HC giảm nhiều nhất 90% nhưng phát thải NOx tăng nhiều nhất 90% còn công suất động cơ giảm nhiều nhất 75% so với khi động cơ chạy ở tốc độ 5000 v/ph.
- Động cơ hybrid biogas-xăng, góc đánh lửa sớm tối ưu dao động trong phạm vi 28TK-35TK khi động cơ chạy ở tốc độ 5000 vòng/phút và được cung cấp nhiên liệu biogas bất kỳ pha 30% xăng. Góc đánh lửa sớm tối ưu này giảm 3TK so với khi động cơ chạy bằng biogas.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Có thể bạn quan tâm!
-
Đường Đặc Tính Của Băng Thử Công Suất Động Cơ Apa204/e/0943 -
Quy Trình Chuẩn Bị Biogas Và Cung Cấp Nhiên Liệu Cho Động Cơ -
So Sánh Đường Đặc Tính Ngoài Mô Men Và Công Suất Cho Bởi Mô Hình Và Thực Nghiệm Khi Động Cơ Chạy Bằng Xăng (A), Biogas M7C3 (B) Và Nhiên Liệu M7C3- -
Mô Phỏng Quá Trình Cấp Nhiên Liệu Và Quá Trình Cháy Trong Động Cơ Sử Dụng Nhiên Liệu Hybrid Biogas-Xăng -
Nghiên cứu quá trình cháy và phát thải ô nhiễm động cơ hybrid biogas-xăng - 20 -
Nghiên cứu quá trình cháy và phát thải ô nhiễm động cơ hybrid biogas-xăng - 21
Xem toàn bộ 178 trang tài liệu này.
Trong khuôn khổ nội dung giới hạn của luận án, luận án mới giải quyết được những vấn đề cơ bản của động cơ sử dụng nhiên liệu hybrid biogas-xăng. Luận án có thể tiếp tục phát triển theo các hướng sau:
• Nghiên cứu hệ thống phun biogas theo giản đồ phun phù hợp để đảm bảo đạt được tỉ lệ giữa xăng và biogas mong muốn, phù hợp các chế độ công tác của động cơ.
• Nghiên cứu cải tạo ECU động cơ xăng để có thể điều khiển được quá trình phun và góc đánh lửa sớm theo thành phần nhiên liệu biogas/xăng và theo các thông số công tác của động cơ.
• Nghiên cứu công nghệ tối ưu để lưu trữ biogas cung cấp cho động cơ sử dụng nhiên liệu hybrid biogas-xăng trên phương tiện giao thông cơ giới.
• Đo áp suất chỉ thị trong buồng cháy động cơ để so sánh với áp suất chỉ thị mô
phỏng.
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
1. Bùi Văn Ga, Nguyễn Việt Hải, Võ Anh Vũ, Lê Trung: Mô phỏng sự bay hơi của tia nhiên liệu phun mồi trong động cơ dual fuel biogas-diesel. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, Số 3 [100], pp. 24-29, 2016
2. Bùi Văn Ga, Trần Thanh Hải Tùng, Võ Anh Vũ, Bùi Thị Minh Tú: Ảnh hưởng của nhiên liệu và chế độ vận hành đến phát thải bồ hóng trong khí thải động cơ dual fuel biogas-diesel. Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học Thủy khí Toàn quốc lần thứ 20, Cần Thơ, 27-29 tháng 7 năm 2017, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. HCM, 2018, pp. 229-237
3. Trần Thanh Hải Tùng, Bùi Văn Ga, Võ Anh Vũ, Bùi Văn Tấn: Xe gắn máy sinh thái. Tuyển tập Công trình Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí toàn quốc lần thứ 21, Quinhon 19-21/7/2018, pp. 894-906
4. Bùi Văn Ga, Võ Anh Vũ, Bùi Thị Minh Tú, Bùi Văn Hùng, Trương Lê Bích Trâm, Phạm Văn Quang: Kiểm soát tỉ lệ không khí/nhiên liệu của động cơ đánh lửa cưỡng bức chạy bằng biogas nghèo pha HHO. Tạp chí Khoa học và Công nghệ-Đại học Đà Nẵng, Vol. 17, No. 3, 2019
5. Trần Thanh Hải Tùng, Bùi Văn Ga, Phan Minh Đức, Võ Anh Vũ: Tính năng động cơ nhiệt trên xe gắn máy Hybrid LPG-Điện được cải tạo từ xe Honda. Tuyển tập Công trình Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí toàn quốc lần thứ 22, Hải Phòng 25-27/7/2019, pp. 865-877.
6. Van Ga Bui, Van Nam Tran, Anh Tuan Hoang, Thi Minh Tu Bui, Anh Vu Vo (2020): A simulation study on a port-injection SI engine fueled withhydroxy- enriched biogas. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, https://doi.org/10.1080/15567036.2020.1804487 (SCI)
7. Bùi Văn Ga, Phan Minh Đức, Võ Anh Vũ: Nghiên cứu thực nghiệm tính năng động cơ DA465QE chạy bằng nhiên liệu hybrid biogas-HHO-xăng a. Tuyển tập Công trình Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí toàn quốc lần thứ 23, Đà Nẵng 7/11/2020, pp. 137-150.
8. Van Ga Bui, Thi Minh Tu Bui, Anh Tuan Hoang, Sandro Nižetić, Thanh Xuan Nguyen Thi , Anh Vu Vo (28/62021): Hydrogen-Enriched Biogas Premixed Charge Combustion and Emissions in DI and IDI Diesel Dual Fueled Engines: A Comparative Study. Journal Energy Resource Technology Dec 2021, 143(12): 120907 (13 pages), https://doi.org/10.1115/1.4051574, (ISI)
Tiếng Việt:
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bùi Văn Ga, và cộng sự, Động cơ biogas, Việt nam: Nhà xuất bản Giáo dục việt Nam, 2013.
[2] Bùi Văn Ga, Trần Thanh Hải Tùng, Trần Văn Nam, and Lê Xuân Thạch, “Mô phỏng dòng chảy qua bộ cung cấp biogas cho động cơ biogas - xăng GATEC21,” Hội nghị Cơ học Thủy Khí toàn quốc, Cửa Lò pp. 125-130, 2011.
[3] Bùi Văn Ga, Trần Thanh Hải Tùng, Võ Anh Vũ, and Bùi Thị Minh Tú, “Ảnh hưởng của nhiên liệu và chế độ vận hành đến phát thải bồ hóng trong khí thải động cơ dual fuel biogas-diesel,” in Hội nghị Cơ học Thủy khí Toàn quốc lần thứ 20, 2018, pp. 229-237.
[4] Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến, Trương Lê Bích Trâm, and Nguyễn Văn Đông, “Khả năng giảm phát thải CO2 ở Việt Nam nhờ sản xuất điện năng bằng biogas,” Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng,, vol. 30, pp. 7-13, 2009.
[5] N. V. Đông, “Nghiên cứu ứng dụng biogas nén cho mô tô,” Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng, 2013.
[6] Lê Xuân Thạch, “Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu và quá trình cháy của động cơ đánh lửa cưỡng bức có tỉ số nén cao sử dụng biogas,” Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng, 2013.
[7] Bùi Văn Ga, Nguyễn Việt Hải, Võ Anh Vũ, and Lê Trung, “Mô phỏng sự bay hơi của tia nhiên liệu phun mồi trong động cơ dual fuel biogas-diesel,” Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, vol. 3, no. 100, pp. 24-29, 2016.
[8] Lê Minh Tiến, “Nghiên cứu thiết kế chế tạo động cơ sử dụng hai nhiên liệu biogas/diesel trên cơ sở động cơ diesel 1 xi lanh tĩnh tại,” Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng, 2014.
[9] Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, and Lê Xuân Thạch, “Mô phỏng dòng chảy qua bộ tạo hỗn hợp động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức bằng phần mềm Fluent,” Tạp khoa học và Công nghệ Các trường Đại học kỹ thuật, no. 80, pp. 134-138, 2011.
[10] Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến, Trương Lê Bích Trâm, and Trần Thanh Hải Tùng, “Xác định kích thước van cung cấp biogas cho động cơ hai nhiên liệu
biogas/diesel nhiều xi lanh cỡ lớn,” Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, vol. 32, pp. 24-31, 2009.
[11] Bùi Văn Ga, Nguyễn Văn Đông, Nguyễn Văn Anh, and Trương Lê Bích Trâm, “Nghiên cứu hệ thống cung cấp biogas nén cho xe gắn máy,” Tạp chí Giao Thông Vận Tải,, vol. 12, pp. 79-82, 2009.
[12] Bùi Văn Ga, Trương Lê Bích Trâm, Trương Lê Hoàn Thiện, Phạm Duy Phúc, Đặng Hữu Thành, and Juliand Arnaud, “Hệ thống cung cấp khí biogas cho động cơ kéo máy phát điện 2HP,” Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, pp. 80-85, 2007.
[13] Trần Thanh Hải Tùng, Bùi Văn Ga, Võ Anh Vũ, and Bùi Văn Tấn, “Xe gắn máy sinh thái,” in Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí toàn quốc lần thứ 21, Qui Nhơn, 2018, pp. 894-906.
[14] Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến, Nguyễn Văn Đông, and Nguyễn Văn Anh, “Hệ thống cung cấp biogas cho động cơ dual-fuel biogas/diesel,” Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, pp. 25-30, 2008.
[15] Bùi Văn Ga, Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Việt Hải, Võ Anh Vũ, and Bùi Văn Hùng, “Đo thực nghiệm hệ số tương đương và ảnh hưởng của nó đến tính năng công tác của động cơ dual fuel biogas-diesel,” in Hội nghị Cơ học Thủy Khí toàn quốc, Cửa Lò, Đà Nẵng, 23-25/7/2015 pp. 225-232.
Tiếng Anh:
[16] A. W. A. Linberg, “Biogas Upgrading and Utilization," International Energy Association,” IEA Bioenergy Task, vol. 20, pp. 24, 2000.
[17] F. L. B. G. Tchobanoglous, H. D. Stensel, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, 4th edition 14, , New York: McGraw-Hill, 2003.
[18] V. D. G. Mancini, “Development of medium-speed and high-speed diesel engines to burn natural gas, biogas and lean gas on stationary plants,” Proceedings - Society of Automotive Engineers, pp. 837-847, 1990.
[19] B. B. Lynn Wright, Bob Perlack, Stacy Davis, Bo Saulsbury, Biomass Energy Data Book, 2006.
[20] J. F. Kuhnke, “Optimization of gas engines for the use of biogas,” Deutz power systems, VDI-Berichte vol. 2046, pp. 183-198, 2008.
[21] S. Susan, “Climate change 2007-the physical science basis: Working group I contribution to the fourth assessment report of the IPCC,” Cambridge University Press, vol. 4, 2007.
[22] H. P. Dominik Rutz Teodorita Al Seadi, Michael Köttner, Tobias Finsterwalder, Silke Volk, Rainer Janssen, Biogas handbook, University of Southern Denmark Esbjerg, Niels Bohrs Vej 9-10: Esbjerg, Denmark, 2008.
[23] G. N. S. O. B. Shrestha, “Landfill gas – a fuel for IC engine applications,”
ASME internal combustion engine technical conference, 2007.
[24] N. C. M. R. D. Richardson, “Operation of a caterpillar 3516 spark- ignited engine on low-btu fuel,” Journal of engineering for gas turbines and power, vol. 109, pp. 443-447, 1987.
[25] a. W. I. Karim G. A., “Methane-carbon dioxide mixtures as a fuel,” SAE Paper, vol. 921557, 1992.
[26] S. Bari, “Effect of carbon dioxide on the performance of biogas/diesel duel- fuel engine,” Renewable Energy, no. 6, pp. 1007-1010, 1996.
[27] a. K. G. A. Bade Shrestha S. O., “Hydrogen as an additive to methane for spark ignition engine applications,” International journal of hydrogen energy, vol. 24, no. 577, 1999.
[28] H. K. K. Tanoue, T. Hamatake, F. Shimada, “Improving the turbulent combustion performance of lean methane mixture by hydrogen addition,” FISITA world automotive congress, Seoul, 2000.
[29] A. R. Filho, “Performance, consumption and emission with a otto engine, running with alternative fuel methane,” SAE Paper, pp. 9214-9241, 1992.
[30] R. S. Stephen P. Marshall, Crina Heghes, Trevor J. Davies, Roger F. Cracknell “High pressure laminar burning velocity measurements and modelling of methane and n-butane,” Combustion Theory and Modelling, vol. 4, no. 14, pp. 519-540, 2010.
[31] G. P. Mueller, “Landfill gas application development of the Caterpillar G3600 spark- ignited gas engine,” Journal of engineering for gas turbine and power, vol. 117, pp. 820-825, 1995.
[32] A. R. D. Favrat, “Improving performances of a lean burn cogeneration biogas engine equipped with combustion prechambers,” Fuel, vol. 84, pp. 2001-2007, 2005.
[33] W. P. J. J. H. Whitelaw, “Calculation methods for reacting turbulent flows: A review, Combustion and Flame,” Combustion and Flame, vol. 1-26, 1982.
[34] D. D. A. Steinhauser, “Biogas from Waste and Renewable Resources,” 2008.
[35] P. P. G. R. W. C. J. R, “Behavior of an unsteady turbulent boundary layer,”
AIAA, vol. 20, no. 6, pp. 769-775, 1982.
[36] M. C. J. D. M. J, “Méthode de calcul de couche limite turbulente compressible avec transfert de chaleur,” Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 19, pp. 893-899 1976.
[37] C. G, “Turbulence,” Notes de cours, Ecole Centrale de Lyon.
[38] H. SCHLICHTING, “Boundary layer theory,,” McGraw-Hill, , 1960.
[39] E. E. R. G. D. R.M., “Analysis of heat and mass transfer,” Mc GrawHill Kogakusha Ltd, Tokyo 1972.
[40] P. S. B. W. J.H., “The calculation of near-wake flow,” Journal of Fluid Mechanic, vol. 73, pp. 9-32, 1976.
[41] L. B. E. R. G. J. R. W., “Progress in the development of a Reynolds-stress turbulence closure,” J. Fluid Mech., vol. 68, pp. 537-566 1975.
[42] J. J., “A Reynolds-stress model for prediction of diffusion flames,” Twentyfirst Symposium (International) on Combustion, , pp. 345 1986.
[43] H. S. T. T. M. M., “Prediction of the larninarization phenomena in an axially rotating pipe flow.,” J. Fluids Eng. Trans. ASME, vol. 110, pp. 424-430 1988.
[44] J. W. P. W. J.H., “Modeling and measurements in turbulent combustion,”
Twentieth Symposium (International) on Combustion,, pp. 233-249 1984.
[45] T. SOMEYA, “Advanced Combustion Science,” Springer-Verlag 1993.
[46] L. F. C. N. A.S., “The prediction of the fluctuations in the properties of free, round jet, turbulent, diffusion flames,” Combustion and Flame vol. 24, pp. 109-124, 1975.
[47] H. N. M. S. C.W., “A tentative model for rates of combustion in confined turbulent flames,” Tenth symposium (International) on Combustion, , pp. 1139-1149 1965.