Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp nhiên liệu dầu thực vật diesel đến phun nhiên liệu, tạo hỗn hợp, cháy và tính năng của động cơ diesel tàu thuỷ tt

B

GIAO THÔNG V N T I

TR

NG

B

I H C HÀNG H I VI T NAM

NCS. NGUY N

NGHIÊN C U NH H
V T - DIESEL

GIÁO D C VÀ ÀO T O

C H NH


NG C A H N H P NHIÊN LI U D U TH C

N PHUN NHIÊN LI U, T O H N H P, CHÁY VÀ TÍNH
N NG C A

NG C

DIESEL TÀU TH Y

Tóm t t lu n án ti n s k thu t
NGÀNH: K THU T C

KHÍ

NG L C; MÃ S

9520116

CHUYÊN NGÀNH: KHAI THÁC, B O TRÌ TÀU TH Y

H i Phòng - 2020


Công trình đ
Ng

ih

c hoàn thành t i Tr

ng d n khoa h c:

ng

i h c Hàng h i Vi t Nam.

1. PGS. TSKH.

NG V N UY


2. PGS. TS. NGUY N

I AN

Ph n bi n 1:
Ph n bi n 2:
Ph n bi n 3:

Lu n án s đ
Tr

ng

i

c b o v tr
h c

Hàng

c H i đ ng ch m lu n án ti n s c p Tr
h i

Vi t

Nam

vào

ng h p t i

h i....gi .....phút,

ngày....tháng....n m....2020

Có th tìm hi u lu n án t i Th vi n Tr

ng

i h c Hàng h i Vi t Nam


M
U
1. Lý do ch n đ tài
Hi n nay, ô nhi m môi tr ng và c n ki t ngu n tài nguyên thiên nhiên là v n đ
mang tính toàn c u, mà Vi t Nam không ph i là ngo i l . Nh m gi i quy t đi u này
m t cách chi n l c, Liên hi p qu c cùng v i các c quan đ i di n nh T ch c
n ng l ng qu c t (IAEA), T ch c Hàng h i qu c t (IMO)… đã đ a ra nh ng
khuy n cáo thông qua các b lu t qu c t mang tính b t bu c v s d ng ti t ki m
n ng l ng, h n ch phát th i khí đ c h i ra môi tr ng. Trong l nh v c hàng h i,
mà Vi t Nam là thành viên chính th c c a IMO t n m 1983, v i đ i tàu v n t i
bi n có t ng tr ng t i trên 8 tri u t n DWT, Ph l c VI thu c B lu t MARPOL
73/78 đã đ a ra nh ng tiêu chu n v phát th i (NO x, SOx, CO2...) r t kh t khe đ i
v i các đ ng c diesel đ c l p đ t trên tàu làm đ ng l c chính lai chong chóng,
c ng nh đ c s d ng v i các m c đích khác. Theo Ph l c này, khi các tàu đ c
trang b các đ ng c diesel n u không đáp ng các tiêu chu n v phát th i s không
đ c c p c ng c a các n c thành viên khác c a IMO và nh v y s nh h ng
nghiêm tr ng đ n chi n l c kinh doanh v n t i c a các đ i tàu c a các qu c gia,
trong đó có n c ta.
T khi Ph l c VI, MARPOL 73/78 có hi u l c toàn c u (2013) [6]1 và ng ng
l u hu nh 0,5% trong d u nhiên li u hàng h i toàn c u theo quy đ nh c a IMO s có
hi u l c vào ngày 01/01/2020, Chính ph Vi t Nam đã yêu c u B Giao thông v n
t i, B Công th ng… ph i xây d ng ngay các gi i pháp công ngh thích h p đ
sao cho các công ty v n t i bi n n c ta m t m t v n tuân th đ c các qui đ nh
qu c t , m t khác v n đáp ng đ c tính kinh t và đ c bi t không làm phát sinh
thêm ngu n gây ô nhi m môi tr ng. V y, đ đáp ng đ c nh ng v n đ này, đã
có nhi u gi i pháp công ngh đ c đ xu t nghiên c u, tri n khai ng d ng trên th
gi i và Vi t Nam nh : ch t o m i đ ng c đi n dùng pin lithium, s d ng các
ngu n n ng l ng s ch (khí t nhiên, khí d u m ), nhiên li u sinh h c có kh n ng
tái t o…v.v. Tuy nhiên, trong l nh v c hàng h i, các đ ng c diesel đ c s d ng
đ u có công su t l n t vài tr m kW đ n hàng v n kW, v y nên vi c ng d ng đ ng
c ch y b ng c qui đi n là không kh thi, s d ng nhiên li u khí đòi h i các đ ng
c diesel hi n đang đ c l p đ t trên các con tàu ph i đ c c i ti n v i chi phí đ u
t r t cao và v n đ an toàn cháy n r t khó đ c đ m b o. V y, h ng nghiên c u
kh thi nh t là s d ng nhiên li u sinh h c giàu thành ph n ô xy, r t ít thành ph n
l u hu nh và có kh n ng tái t o.
Hi n t i, NLSH đang đ c nghiên c u s d ng d i hai d ng khác nhau cho
đ ng c diesel: nhiên li u diesel sinh h c (Biodiesel) và d u th c v t nguyên ch t
(SVO). Nhiên li u diesel sinh h c có đ c tính lý hóa khá gi ng nhiên li u diesel
truy n th ng (DO), nh ng đ có đ c lo i nhiên li u này c n ph i th c hi n quá
trình e-te hóa d u th c v t (ho c m đ ng v t) c n đ n công ngh hi n đ i và s
d ng m t l ng l n hóa ch t khác (NaOH) và đây c ng là ngu n phát sinh thêm gây
ô nhi m môi tr ng; bên c nh đó nhiên li u diesel sinh h c có giá thành khá đ t.
D u th c v t nguyên ch t đ c s n xu t b ng công ngh khá đ n gi n thông qua ép
các lo i h t (h ng d ng, jatropha..) ho c qu (c , d a..), l c b t thành ph n n c
và c n là có th s d ng đ c. D u th c v t nguyên ch t có u đi m là giá thành r ,
có kh n ng tái t o, thân thi n v i môi tr ng và không t o thêm ngu n gây ô nhi m
trong quá trình s n su t, s d ng, nh ng có nh c đi m là đ nh t cao, nhi t tr
th p. V i nh ng u đi m c b n c a d u th c v t, đã có m t s công trình nghiên
c u s d ng d u th c v t tr n v i nhiên li u truy n th ng t o thành nhiên li u h n
1


h p và đ c s d ng nh lo i nhiên li u thay th dành cho đ ng c diesel nói chung
và đ ng c diesel th y nói riêng [20, 66].
Nh v y, đ i chi u v i yêu c u c p bách c a Vi t Nam nh m đáp ng tiêu chu n
phát th i đ i v i đ i tàu v n t i bi n, trên c s các đi u ki n v công ngh , kinh phí
đ u t và các đi u ki n xã h i khác, vi c l a ch n h ng nghiên c u s d ng nhiên
li u h n h p (trong đó có thành ph n d u th c v t nguyên ch t) làm nhiên li u thay
th cho nhiên li u hóa th ch truy n th ng đ i v i đ i tàu v n t i bi n Vi t Nam th c
s c n thi t trong giai đo n hi n t i c ng nh trong t ng lai. Tuy nhiên, vi c s
d ng nhiên li u h n h p làm nhiên li u thay th dành cho các đ ng c diesel đang
đ c l p đ t trên tàu th y s phát sinh hàng lo i các v n đ c n đ c gi i quy t đó
là: hi u su t cháy c a lo i nhiên li u này trong bu ng đ t c a đ ng c diesel đã
đ c thi t k đ s d ng nhiên li u hóa th ch, v n đ phát th i khí đ c h i, v n đ
suy gi m công su t và đ c bi t làm sao đ m t đ ng c diesel th y đang đ c khai
thác s d ng h n h p nhiên li u d u th c v t - diesel đáp ng c hai tiêu chu n phát
th i và tính kinh t .
Xu t phát t nh ng yêu c u th c t nêu trên, đ tài lu n án:“Nghiên c u nh
h ng c a h n h p nhiên li u d u th c v t – diesel đ n phun nhiên li u, t o h n
h p, cháy và tính n ng c a đ ng c diesel tàu th y” đ c NCS l a ch n đ nghiên
c u.
2. M c đích nghiên c u
- Nghiên c u nh h ng c a nhiên li u h n h p d u c nguyên ch t - diesel theo
các t l ph n tr m khác nhau th đ n đ c tính phun, s t o h n h p trong bu ng đ t
và m t s tính n ng c a đ ng c diesel th y 6LU32.
a ra các gi i pháp hi u ch nh thích h p đ i v i HTNL c a đ ng c nghiên
c u và đ ng c diesel tàu th y nói chung khi s d ng nhiên li u h n h p trên làm
nhiên li u thay th .
3. i t ng và ph m vi nghiên c u
- i t ng nghiên c u: HTPNL đ ng c diesel chính tàu th y Hanshin 6LU32
và h n h p d u th c v t (d u c ) v i d u diesel (DO).
- Ph m vi nghiên c u: Ch nghiên c u nh h ng c a đ c tính các lo i nhiên
li u DO, PO10, PO20, PO30 và PO100 đ n các đ c tính quá trình phun nhiên li u,
hòa tr n - cháy h n h p không khí nhiên li u trong bu ng đ t đ ng c diesel chính
tàu th y Hanshin 6LU32 trong PTN. Xác đ nh lo i PO và các thông s phun đ đ t
ch tiêu kinh t và môi tr ng.
4. Ph ng pháp nghiên c u
Ph ng pháp nghiên c u t ng h p, k t h p ch t ch gi a nghiên c u lý thuy t,
mô ph ng và th c nghi m ki m ch ng.
5. Ý ngh a khoa h c và ý ngh a th c ti n
- Ý ngh a khoa h c: K t qu c a lu n án là c s khoa h c quan tr ng đ giúp
ch n đ c lo i nhiên li u thay th hi u qu cho đ ng c diesel tàu th y. Bên c nh
đó, vi c ng d ng ph ng pháp qui ho ch th c nghi m đ hi u ch nh t i u h
th ng nhiên li u c a đ ng c có s n khi chuy n sang s d ng nhiên li u h n h p d u
th c v t - diesel đ t đ c cùng m t lúc hai m c tiêu: môi tr ng và tính kinh t là
m t sáng t o quan tr ng c a n i dung lu n án.
- Ý ngh a th c ti n: Các k t qu nghiên c u c a lu n án là c s khoa h c góp
ph n vào đ nh h ng m t cách chính xác l a ch n nhiên li u h n h p d u th c v t diesel làm nhiên li u thay th cho đ ng c diesel th y.
1 - Th t trích d n và th t hình v tuân theo th t trong b n toàn v n lu n án
2


6. Nh ng đóng góp m i c a lu n án
- ã đ a ra đ c ph ng pháp tính toán các thông s phun nhiên li u và th i
đi m phun, th i đi m b c cháy, th i gian cháy tr thay đ i theo t l d u c trong
h n h p v i d u diesel;
- ã thu đ c qua th c nghi m trên đ ng c diesel chính tàu th y Hanshin
6LU32 40% và 60% t i nh ng k t qu v phun nhiên li u, đ c bi t là k t qu đo
áp su t trong xy lanh và hình nh ch p trong bu ng đ t b ng thi t b Visio Scope,
nh m so sánh và đánh giá đ tin c y c a k t qu tính toán;
- ã xây d ng đ c ph ng pháp m i hi u ch nh h th ng nhiên li u d a trên lý
thuy t “B m t đáp ng” v i hàm t i u hai m c tiêu l n đ u tiên đ c áp d ng cho
đ ng c diesel th y khi s d ng nhiên li u thay th (h n h p nhiên li u d u th c v t
- diesel).
7. K t c u c a lu n án
Lu n án g m 131 trang A4 (không k ph l c), th t g m các ph n sau: M
đ u; n i dung chính (đ c chia thành b n ch ng); k t lu n; h ng nghiên c u ti p
theo; danh m c các công trình khoa h c đã đ c công b lien quan đ n lu n án (07);
danh m c tài li u tham kh o (21 tài li u tham kh o ti ng Vi t, 43 tài li u tham kh o
ti ng Anh, 07 website) và ph l c (11 ph l c).
CH

NG I. T NG QUAN

1.1. t v n đ
Nh đã bi t, HTPNL đóng vai trò vô cùng quan tr ng trong quá trình bi n n ng
l ng hóa h c t đ t cháy nhiên li u thành công n ng đ i v i đ ng c đ t trong nói
chung và đ ng c diesel nói riêng. Trong HTPNL truy n th ng ki u c khí, b m cao
áp và vòi phun là hai thành ph n c t lõi và đ c thi t k t i u đ i v i m i lo i
nhiên li u đã đ c l a ch n, k t b m cao áp, đ ng ng cao áp đ n vòi phun và
đ c bi t là c u t o c a các l phun. V y nên, mu n bi t đ c s nh h ng c a lo i
nhiên li u m i đ i v i m t HTPNL đã có s n, nh t thi t ph i tìm hi u d a trên n n
t ng lý thuy t v t ng quát HTNL cho đ ng c diesel tàu th y.
V i m c đích nh v y, trong ch ng này, NCS s trình bày các v n đ c b n
c n thi t ph c v quá trình nghiên c u nh : nguyên lý c u t o, ch c n ng, nhi m v
c a h th ng c p, phun nhiên li u c a đ ng c diesel th y; c u t o c a vòi phun
trong HTPNL ki u c khí truy n th ng mà lu n án nghiên c u; xu th ng d ng các
gi i pháp nh m c i thi n ch tiêu kinh t và môi tr ng cho đ ng c diesel th h c
hi n nay, trong đó gi i pháp áp d ng vào HTPNL là s d ng nhiên li u h n h p d u
th c v t – diesel đ c quan tâm nghiên c u; bên c nh đó là đánh giá các công trình
khoa h c trong và ngoài n c liên quan đ n lu n án đ tìm ra nh ng đi m mà ch a
có tác gi nào đ c p đ lu n án nghiên c u gi i quy t.
1.2. Tình hình nghiên c u
Theo nguyên lý đ ng c diesel, cùng v i s phát tri n c a khoa h c công ngh ,
đã có nhi u công trình nghiên c u nh m làm gi m l ng phát th i đ c h i t đ ng
c diesel, nh ng đ gi m phát th i đ c h i mà gi nguyên công su t đ ng c khi
dùng nhi u gi i pháp luôn là v n đ khó và chi phí cao, nên h ng nghiên c u s
d ng nhiên li u thân thi n v i môi tr ng (1) và ki m soát t t các thông s c a quá
trình phun nhiên li u (2) là m t trong các gi i pháp kh thi và d th c hi n h n [59].
Nhiên li u sinh h c dùng cho đ ng c diesel cho đ n th i đi m này v n là
Biodiesel và d u th c v t nguyên g c SVO. Do nh ng l i th v tính ch t thân thi n
v i môi tr ng, có th gi m n ng n các ch t đ c h i trong khí th i đ c bi t là NO x
và có th tái sinh, nên NLSH đ c khuy n khích nghiên c u s d ng.
3


Trong s các lo i d u th c v t dùng làm nhiên li u cho đ ng c thì d u c có u
đi m v đ c tính g n gi ng v i d u diesel. D u c nguyên g c không c n t ng h p
thành Biodiesel mà pha tr c ti p vào d u diesel dùng làm nhiên li u thông qua m t
b t o h n h p. Tuy nhiên, d u c có đ nh t khá cao so v i d u diesel, nên khi pha
tr n d u c vào d u diesel c n gia nhi t đ n kho ng 40 đ C đ gi m đ nh t h n
h p v g n v i nhiên li u DO.
Lu n án s d ng nhiên li u h n h p gi a d u c nguyên ch t (Palm Oil) và d u
diesel là k t qu nghiên c u c a đ tài c p nhà n c Mã s : T.04.11/NLSH thu c

án phát tri n NLSH đ n n m 2015, t m nhìn đ n n m 2025” do PGS.TSKH.
ng V n Uy ch trì có ký hi u là PO10, PO20, PO30 và lo i không pha tr n
PO100.
B ng 1.1. Ch tiêu c b n c a nhiên li u h n h p d u c - diesel ph c v nghiên
c u [20]
Lo i nhiên li u
STT
Tên ch tiêu
DO PO10 PO20 PO30 PO100
1 Kh i l ng riêng 150C, (kg/m3)
850,0 853,8 859,9 866,8 922,5
2
nh t đ ng h c 400C, (cSt)
2,60
3,42 5,31 6,45 40,24
3
Tr s Cetan, (CN)
42,89 50,13 50,91 52,11 52,92
4
Nhi t đ ch p cháy c c kín, (0C)
72
73
75
77
135
5
Nhi t tr , (MJ/kg]
43,4 39,72 39,55 38,69 37,11
6
S c c ng b m t 400C, (mN/m)
20
21,4 22,8 24,2
34
7
Áp su t h i bão hòa 250C, (MPa) 0,0477 0,0456 0,0432 0,0407 0,05
Theo quan đi m khai thác đ ng c tàu th y thì khác nhau c b n gi a DTV so
v i nhiên li u diesel ho c biodiesel chính là đ nh t và tr s Cetan. nh h ng c a
đ nh t và tr s Cetan c a DTV làm cho HTPNL ho t đ ng không bình th ng,
ch t l ng c a quá trình phun, hòa tr n và cháy kém h n d n đ n các ch tiêu kinh
t c a đ ng c s gi m đi. Tuy nhiên trên tàu th y khi pha loãng DTV b ng dung
môi là d u diesel và ph gia thì m i đ t đ c s l ng l n đ cung c p cho tàu bi n
l u tr cho nh ng chuy n hành trình dài trên bi n.
G n đây, trên th gi i đã th c hi n đ c m t s thi t b chuy n đ i đ đ ng c
diesel có th ho t đ ng tr c ti p v i d u th c v t ho c pha tr n v i nhiên li u diesel
mà không c n ch bi n thành biodiesel. Công ngh này g i là “s d ng tr c ti p d u
th c v t” - SVO. Nghiên c u m t s m u SVO c a n c ngoài cho th y ph n l n
đ u không thích h p v i đi u ki n s d ng hi n nay Vi t Nam. Ch ng h n b
chuy n đ i SVO n c ngoài ch y u là cho các đ ng c m i s n xu t g n đây, đ c
bi t là đ ng c có h th ng phun CDI (Common rail diesel injection), trong khi h u
h t tàu bi n n c ta có đ i c h n. Trên th gi i hi n nay, kho ng 30 lo i d u th c
v t đ c chi t xu t t h t c i, h t h ng d ng, đ u t ng, c , d a,... đã đ c s
d ng tr c ti p cho các đ ng c diesel mà không c n pha ph gia ho c x lý este hoá
thành Biodiesel [39, 66]. Nh ng nghiên c u th nghi m đã ch ng t r ng các đ ng
c diesel có th ho t đ ng đ c v i SVO [26, 27, 28, 32, 40, 48, 54, 57, 58, 61],
nh ng còn m t s v n đ phát sinh ch y u b ph n phun nhiên li u, xéc m ng và
s n đ nh c a d u bôi tr n. M t s công trình nghiên c u trên không can thi p đ n
HTPNL, mà ch d ng l i vi c xác đ nh s t ng thích c a d u th c v t dùng làm
nhiên li u cho đ ng c diesel. Do đó, ch a ch ra đ c nh h ng c a đ c tính nhiên
li u đ n quá trình hình thành h n h p cháy và phát th i c a đ ng c diesel khi s
d ng d u th c v t làm nhiên li u thay th . c bi t, các nghiên c u liên quan tr c
ti p đ n đ ng c diesel tàu th y thì r t ít có các công b nghiên c u.
4


Vi t Nam, nhóm nghiên c u c a PGS-TS Nguy n Th ch và TS Bùi Trung
Thành đã tìm ra đ c gi i pháp t i u cho SVO [18]. B chuy n đ i SVO này có th
s d ng tr c ti p d u th c v t cho đ ng c diesel c nh trên b , công su t ch đ n
100 mã l c (HP). Còn nhóm nghiên c u c a PGS.TSKH. ng V n Uy [20] đã ch
t o thành công h th ng thi t b đ s d ng SVO cho đ ng c diesel tàu th y. Và
các công trình [10, 11, 13, 15, 16, 17, 20, 21] đã t p trung nghiên c u v tính ch t lý
hóa c a d u th c v t, l a ch n ph ng án c p nhiên li u vào đ ng c phù h p đ
không nh h ng đ n h th ng nhiên li u, đã xác đ nh lo i dung môi và t l pha
tr n h p lý, đ m b o h n h p có th thay th nhiên li u diesel truy n th ng. Tuy
nhiên, ch a làm rõ m t s y u t c b n liên quan đ n h n h p d u th c v t - diesel
và HTPNL đ nâng cao các ch tiêu công tác cho đ ng c diesel.
c bi t đ i v i
các ph ng ti n v n t i th y là tàu bi n thì nghiên c u r t h n ch .
1.3. H ng nghiên c u
T nh ng phân tích các nghiên c u v d u th c v t, h n h p d u th c v t diesel dùng làm nhiên li u cho đ ng c diesel và m t s nghiên c u khác theo [39,
66, 71] đã cho th y, tính ch t nhiên li u có nh h ng tr c ti p đ n ch t l ng quá
trình phun, th i đi m phun, hình thành h n h p - cháy và do đó nh h ng đ n các
ch tiêu kinh t , môi tr ng c a đ ng c diesel. Lu n án nh n th y m t s thông s
chính c a h n h p nhiên li u d u th c v t - diesel có gây nh h ng là:
nh t và
s c c ng b m t; Nhi t đ và kh i l ng riêng c a nhiên li u h n h p; Tr s Cetan.
Nh ng y u t trên có nh h ng đ n c u trúc tia phun g m chi u dài tia phun
(S), chi u dài phân rã s c p tia phun (Lb), góc nón tia phun ( s), đ ng kính trung
bình h t nhiên li u (SMD-Do). Trung bình d u th c v t ch a thành ph n Cacbon ít
h n 10 ÷12%, Hydro ít h n 5 ÷13%, còn l ng ô xy l n h n r t nhi u t 9 ÷11%,
kh i l ng riêng c a d u th c v t c ng l n h n kho ng 9 ÷15% và đ nh t l n h n
kho ng 10 ÷ 30% so v i d u diesel [5, 39].
H n h p d u th c v t - diesel c n gia nhi t đ n kho ng 400C đ gi m đ nh t;
nhi t đ và s c c ng b m t là m t trong s các nguyên nhân khi n chi u dài tia
phun h n h p nhiên li u thay đ i so v i khi dùng DO. M t s nghiên c u th c
nghi m đã cho th y, nhi t đ nhiên li u càng l n càng làm gi m đ xâm nh p c a tia
phun trong không gian bu ng cháy, do đó c n t ng GPS, t ng áp su t phun đ quá
trình phun và hình thành h n h p cháy di n ra t ng đ ng v i nhiên li u DO.
T B ng 1.5 có th bi u di n m i quan h gi a ba thông s : đ nh t đ ng h c,
tr s Cetan, kh i l ng riêng c a h n h p nhiên li u d u c - diesel theo bi u đ
sau:

5


Khi pha tr n d u c nguyên g c vào d u diesel t l 10%, 20% và 30% s có s
thay đ i rõ r t các thông s nhi t đ ng (Hình 1.6). Vì th đ c u trúc tia phun h n
h p nhiên li u d u c - diesel và quá trình phun, cùng v i s t o h n h p, cháy c a
nhiên li u này t ng đ ng v i nhiên li u diesel, thì vi c ch n t l hòa tr n cao h p
lý, đi u ch nh áp su t phun và GPS c a h th ng nhiên li u đ ng c có nh h ng
tr c ti p đ n các y u t nêu trên. Trên c s phân tích đã đ c trình bày, lu n án xác
đ nh các n i dung c n th c hi n v i m c tiêu c th nh sau (B ng 1.6).
B ng 1.2. N i dung nghiên c u và m c tiêu c n đ t đ c
TT
N i dung nghiên c u
M c tiêu c n đ t đ c
Ch ng 2: Nghiên c u lý Xác đ nh đ c các công th c th c
1.
thuy t nh h ng c a đ c nghi m và ph ng trình toán h c bi u th
tính nhiên li u h n h p d u s nh h ng c a đ c tính nhiên li u h n
th c v t - diesel đ n ch t h p đ n th i đi m b t đ u phun và th i
l ng phun nhiên li u: đ c gian cháy tr nhiên li u; đ n đ c tính
tính phun; th i đi m b t đ u phun làm thay đ i ch tiêu kinh t và môi
phun và th i gian cháy tr
tr ng.
nhiên li u đ n ch tiêu kinh t
L a ch n mô hình mô ph ng quá trình
và môi tr ng c a đ ng c
phun và hòa tr n – cháy trong đ ng c
diesel tàu th y.
diesel.
C s lý thuy t ph ng pháp Xây d ng đ c hàm m c tiêu g m 3
qui ho ch th c nghi m khi đ
bi n: áp su t phun, GPS và t l % d u c
xu t gi i pháp hi u ch nh trong h n h p tính trên các đi m kh o sát
thích h p HTNL s d ng h n nghiên c u.
h p d u th c v t - diesel.
Ch ng 3: Nghiên c u lý D a vào các công th c th c nghi m đã
2.
thuy t xác đ nh nh h ng tính toán đ c các k t qu th hi n nh
c a đ c tính h n h p nhiên h ng c a đ c tính nhiên li u h n h p
li u d u c - diesel đ n đ c đ n thông s phun; đ n th i đi m b t đ u
tính tia phun.
phun và th i gian cháy tr nhiên li u; l u
Xây d ng mô hình mô ph ng l ng phun.
phun nhiên li u, hòa tr n - Gi i h n v các tr ng thông s c a đ
cháy trong đ ng c diesel tàu th Ansys Fluent xu t ra v đ nh tính và
th y b ng lý thuy t CFD v i đ nh l ng. V i các thông s này, có th
ph n m m Ansys Fluent.
rút ra đ c nh ng đánh giá khá chi ti t v
nh h ng c a đ c tính nhiên li u h n
h p đ n ch t l ng phun c a vòi phun
HTNL đ ng c diesel tàu th y.
Ch ng 4: Nghiên c u th c Xây d ng quy trình và t ch c th c
3.
nghi m xác đ nh nh h ng nghi m trên đ ng c diesel chính tàu th y
c a đ c tính nhiên li u h n Hanshin 6LU32 s d ng 4 lo i nhiên li u
h p đ n các thông s : áp su t DO, PO10, PO20 và PO30; ki m ch ng
cháy; th i đi m phun; th i k t qu th c nghi m so v i mô ph ng và
gian cháy tr ; l u l ng v i các công th c th c nghi m.
phun; s hòa tr n và cháy; K t qu hi u ch nh HTPNL cho đ ng c
tính kinh t và môi tr ng.
6LU32 b ng ph ng pháp qui ho ch th c
nghi m xác đ nh áp su t phun, GPS và t
l % d u c trong h n h p đ đ ng c
ho t đ ng n đ nh đ t ch tiêu kinh t và
môi tr ng mong mu n.
6


1.4. K t lu n ch ng 1
Ch ng 1 đã làm rõ m t s v n đ nh sau:
- ã trình bày HTNL cho đ ng c diesel tàu th y và xu h ng phát tri n, nh ng
gi i pháp khi khai thác v n hành giúp nâng cao ch tiêu kinh t và môi tr ng cho
đ ng c diesel tàu th y;
- NLSH và xu h ng ng d ng cho đ ng c diesel tàu th y; lý do lu n án v n
ch n nghiên c u h n h p nhiên li u d u c – diesel;
- Phân tích, đánh giá k t qu đ t đ c c a các công trình nghiên c u trong n c
và qu c t v s d ng d u th c v t cho đ ng c ;
- Nh ng thông s c b n nh h ng đ n ch t l ng quá trình phun t o h n h pcháy nhiên li u h n h p d u c – diesel trong đ ng c diesel tàu th y;
- ã làm rõ đ c t ng n i dung nghiên c u v i các m c tiêu c th nh trình
bày trong B ng 1.6 v i m c tiêu c a lu n án là: “Nghiên c u nh h ng c a nhiên
li u h n h p d u c nguyên ch t - d u diesel theo các t l % khác nhau đ n phun
nhiên li u, t o h n h p, cháy và tính n ng c a đ ng c diesel tàu th y.
CH
LI U

NG 2. C S LÝ THUY T ÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN
IV I
NG C DIESEL TÀU TH Y VÀ GI I PHÁP HI U CH NH
NH M
T CH TIÊU MÔI TR
NG, KINH T

i v i HTPNL, các thông s áp su t phun và góc phun s m là các thông s
quan tr ng quy t đ nh đ n s ho t đ ng n đ nh c a đ ng c diesel.
Trên c s các nghiên c u v nhiên li u truy n th ng c ng nh NLSH, KannanK
(2010) [44], USV. Prasad (2012) [63] và m t s công trình khác [16, 37, 40, 49, 57,
58] đã công b , các thông s áp su t phun và góc phun s m nh h ng tr c ti p đ n
quá trình phun, hình thành h n h p-cháy, d n đ n làm thay đ i các ch tiêu kinh t
và môi tr ng c a đ ng c diesel.
Vì v y, khi thay lo i nhiên li u m i đ i v i m t HTPNL đã có s n s nh h ng
đ n đ c tính phun nhiên li u và cu i cùng là nh h ng đ n các ch tiêu nêu trên.
Trên c s các k t qu nghiên c u, s đ xu t đ c c s lý thuy t các gi i pháp
hi u ch nh thích h p đ i v i HTPNL khi mu n chuy n đ i đ ng c diesel tàu th y
có s n sang s d ng nhiên li u m i là nhiên li u h n h p d u th c v t-diesel.
V i m c đích nh v y, trong Ch ng 2 s nghiên c u c th c s lý thuy t
nh m đánh giá nh h ng c a đ c tính h n h p nhiên li u d u th c v t - diesel đ n
đ c tính phun nhiên li u và các thông s công tác c a quá trình phun nhiên li u vào
đ ng c diesel tàu th y thông qua các quan h th hi n b ng các công th c toán h c.
Bên c nh đó, c ng trình bày c s lý thuy t mô ph ng quá trình phun, t o h n h p,
cháy nhiên li u trong bu ng đ t đ ng c khi s d ng nhiên li u h n h p có t l
ph n tr m d u th c v t khác nhau đ th c hi n mô ph ng v i các đi u ki n biên sát
th c t ; c s lý thuy t ph ng pháp qui ho ch th c nghi m đ xác đ nh đ c các
thông s hi u ch nh chính c a HTPNL là GPS và áp su t phun phù h p, đ ng th i
xác đ nh t l % d u th c v t trong h n h p v i nhiên li u diesel đ đ ng c diesel
tàu th y ho t đ ng n đ nh đ t ch tiêu kinh t và môi tr ng.
2.1. L a ch n mô hình toán xác đ nh nh h ng c a đ c tính nhiên li u đ n
ch t l ng phun
Trên th c t , đã có nhi u công trình nghiên c u v đ c tính tia phun nhiên li u,
c ng nh mô hình c a tia phun. B t đ u t các nhà khoa h c đi tiên phong v v n đ
này nh Warunki et all (1960), Dent (1971), Reits & Branco (1979), tuy nhiên
Hiroyasu & Arai là nh ng ng i nghiên c u vô cùng t m và đ a ra nh ng mô hình
7


toán có đ chính xác khá cao. Theo m t nghiên c u c a F.Dos Santos và Le Moyne
t i đ i h c Universite’ de Bourgogne - France v so sánh các mô hình bi u th đ c
tính tia phun nhiên li u đ i v i đ ng c diesel và th y r ng, mô hình do Hiroyasu &
Arai đ xu t có h s quy t đ nh là 87,41% và sai s kho ng 7,15% khi so sánh v i
các k t qu th c nghi m đo đ c, trong khi mô hình c a Reits và Bracco v i sai s
23,91%, mô hình c a Siebers v i sai s là 24,27% [24, 34, 37, 42, 43, 47, 64].
T các nh n đ nh có c s trên, lu n án s l a ch n mô hình do Hiroyasu & Arai
đ xu t đ nghiên c u, tính toán s nh h ng c a đ c tính nhiên li u h n h p đ n
ch t l ng phun c a HTPNL đ ng c diesel tàu th y:
Mô hình tính chi u dài tia phun theo công th c: (2.3):
S = 0,39

-

 
v i t=trot ho c S = 2,39 p 
.t
 
l
 g
,(mm)



 Do 

Mô hình tính đ

-

0,05

 l 
 
 do 

0,13

0,5

   ,(mm)
 l 
 g 

0,25


Wel −0,32  l

 g





0,37

 l

 g





−0,47

-

(2.3)

Mô hình tính nh h ng c a đ c tính nhiên li u đ n th i đi m phun:
( pMVP − p0 )V f ,(đ )
(2.4)
 =
c 2  v p Ap
Mô hình tính nh h ng c a đ c tính nhiên li u đ n th i gian cháy tr :
0 ,63

 ,(đ ) (2.5)




Mô hình tính nh h

ng c a đ c tính nhiên li u đ n áp su t phun:
2
2
  2  Ap   dha  2 ,(Pa)
(2.6)
p ph.lt = pc + nl 
n
 
1800  i.Fi cn   d 
Mô hình tính nh h ng c a đ c tính nhiên li u đ n l u l ng phun:

, (kg/h)
(2.7)
Q = C F 2  p
D

-

(2.2)

,(µm)

  1
1  21,1 

 id (GQTK ) = (0,36 + 0,22S p ) exp  E A 

  RTcyl 17.190  pcyl − 12,4 


-

(2.6)



 l 

ng kính h t trung bình nhiên li u theo công th c: (2.13):

SMD = 0,38d o ( Rel )

-

,(mm)

Mô hình tính chi u dài phân rã s c p theo công th c: (2.7):

r   
Lb = 7d o 1 + 0,4 o  g 2 
d
o   lU o 


-

v i t=trot (2.1)

d ot

Mô hình tính góc nón tia phun c a theo công th c: (2.6):
−0,22
0,15
0,26
 l 
 d o    g  ,(đ )
 = 83, 5


 do 

-

0 , 25

2p

i

Mô hình tính nh h

l

360n

ng c a đ c tính nhiên li u đ n phát th i NO x:
,(g/kW.h)
(2.8)

2.2. C s lý thuy t CFD mô ph ng, đánh giá quá trình phun, t o h n h p và
cháy trong đ ng c diesel tàu th y
Ngày nay, lý thuy t CFD đã tr thành m t công c m nh m và ti n d ng đ gi i
quy t các bài toán liên quan đ n đ ng h c và các đ c tính lý hóa c a dòng l u ch t
trong môi tr ng ph c t p, đa s mô hình toán mô t các quá trình trên th ng
d ng các ph ng trình vi phân.
8


Vì v y, áp d ng lý thuy t CFD v i s tr giúp c a máy tính thông qua các
ch ng trình mã ngu n m CFD, đ tính toán mô ph ng các quá trình di n ra trong
l phun, bu ng cháy đ ng c là c n thi t.
Tuy nhiên trong khuôn kh c a lu n án, ph n này NCS ch gi i h n v tr ng áp
su t, tr ng v n t c, qu đ o chuy n đ ng r i c a các lo i nhiên li u h n h p và DO
trong l phun c a vòi phun vì nguyên nhân tán x nhiên li u khi phun là do nhi u
lo n nhiên li u phát sinh khi l u đ ng qua l phun, trong đó c ch r i lo n phá v
chùm tia đóng vai trò quy t đ nh. Trong khi đó Ansys Fluent h tr t i đa c v đ nh
tính và đ nh l ng đ phân tích c ch trên. V i các thông s này, có th rút ra đ c
nh ng đánh giá khá chi ti t v nh h ng c a nhiên li u h n h p đ n ch t l ng
phun nhiên li u c a HTNL c a đ ng c diesel tàu th y [22, 67].
2.3. C s lý thuy t đ hi u ch nh HTPNL khi s d ng h n h p nhiên li u d u
th c v t - diesel nh m đ t ch tiêu kinh t và môi tr ng
Tr c các v n đ nhiên li u h n h p làm thay đ i th i đi m phun, l u l ng, áp
su t phun và ch t l ng phun s ng và s hòa tr n, nh m làm cho vi c s d ng h n
h p nhiên li u d u c -diesel th t s hi u qu đ i v i đ ng c diesel tàu th y, nh t
thi t ph i th c hi n hi u ch nh đ i v i HTPNL. Vì v y, lu n án ch đ xu t gi i pháp
hi u ch nh không tác đ ng nhi u đ n k t c u hay ch t o thi t b m i trong HTPNL,
ng i khai thác v n hành đ ng c có th đi u ch nh đ c đ t hai m c tiêu v tính
kinh t và môi tr ng.
gi i quy t v n đ này, ph ng pháp qui ho ch th c
nghi m đ c l a ch n đ áp d ng trong quá trình tìm ra các thông s hi u ch nh t i
u đ i v i HTPNL.
Áp d ng đ nghiên c u hi u ch nh đ ng c diesel th y ho t đ ng v i lo i nhiên
li u m i, các y u t nh giá tr GPS, áp su t phun, t l ph n tr m d u th c v t trong
h n h p có th đ c x lý nh các bi n s đ u vào; còn ch t l ng phun nhiên li u,
hi u su t đ ng c đ c đ c tr ng b ng ch tiêu kinh t (su t tiêu th nhiên li u ge)
và môi tr ng (n ng đ phát th i NOx) có th đ c xem xét nh thông s c a đ u ra.
V y đ i v i m t đ ng c diesel c th c n nguyên c u, mô hình phân tích h i
qui áp d ng trong quá trình th c nghi m nh sau [8]:
(2.9)
y = f (x1 , x2 , x3 .........xn )  
Trong đó: y là bi n ph thu c, f là hàm ph n ng , xi là các bi n ph thu c và là
l i phù h p.
Trong tr ng h p này, đ t i u hóa phát th i khí đ c h i và su t tiêu th nhiên
li u c a đ ng c diesel tàu th y, hàm m c tiêu f(x) s đ c áp d ng b ng cách xác
đ nh t l % th tích d u c trong h n h p v i d u diesel và thông s phun h p lý
(GPS, áp su t nâng kim phun) theo ch tiêu kinh t và môi tr ng nh sau [8, 49]:
(2.72)
f ( x) = Merit =

1000

 NOx

 NO
x,g


2

  ge
 +
 g
  e, g






Trong đó: x = (x1,x2,…xn) là các bi n (th i đi m b t đ u phun - SOI, áp su t
nâng kim phun (pinj), t l pha tr n c a d u th c v t (%PO); NOx – m c phát th i đo
đ c; ge- su t tiêu hao nhiên li u; NOx,g- m c tiêu m c phát th i NOx; ge,g- m c tiêu
su t tiêu hao nhiên li u.
D a trên ph ng trình (2.72), ph n hi u ch nh đ ng c diesel c th , b ng
ph ng pháp qui ho ch th c nghi m v i gi i pháp b m t đáp ng đ tìm các thông
s hi u ch nh t i u là: th i đi m b t đ u phun, áp su t phun và t l pha tr n d u
th c v t.
9


2.4. K t lu n ch ng 2
N i dung Ch ng 2 đã phân tích, d n ch ng khoa h c, mô t nh h ng c a đ c
tính nhiên li u t i các đ c tính vi mô và v mô c a quá trình phun nhiên li u đ đ a
ra các công th c toán h c (2.3, 2.6, 2.7, 2.13) đánh giá các thông s chính c a đ c
tính phun nhiên li u vào bu ng đ t đ ng c diesel nh : chi u dài phân rã s c p, góc
tia phun, chi u dài tia phun và đ ng kính trung bình h t nhiên li u; các công th c
(2.23, 2.25, 2.39, 2.45, 2.47) đánh giá nh h ng c a đ c tính nhiên li u đ n các
thông s công tác c a quá trình phun nhiên li u nh th i đi m phun và th i gian
cháy tr , đ n l u l ng và áp su t phun, đ n s hình thành NOx trong khí th i c a
đ ng c diesel thông qua các quan h toán h c.
Nh ng y u t này là c s khoa h c đ a ra gi i pháp xác đ nh t l % th tích
d u c trong h n h p v i d u diesel và thông s phun h p lý (áp su t nâng kim
phun, GPS) theo ch tiêu kinh t (ge) và môi tr ng (NOx) c a đ ng c diesel tàu
th y khi chuy n sang s d ng h n h p nhiên li u d u c - d u diesel (công th c
2.71, 2.72) b ng ph ng pháp qui ho ch th c nghi m.
ã trình bày đ c c s lý thuy t mô ph ng s quá trình phun và hòa tr n –
cháy nhiên li u h n h p d u c - diesel trong đ ng c diesel là lý thuy t CFD v i
ph n m m chuyên nghi p Ansys Fluent.
Theo đó, n i dung ch ng 2 đã hoàn thành m c tiêu đ c nêu ra trong B ng 1.6.
CH
NG 3. NGHIÊN C U LÝ THUY T NH H
NG C A H N H P
NHIÊN LI U D U TH C V T - DIESEL
N HTPNL
NG C DIESEL
TÀU TH Y
đ t đ c m c tiêu nghiên c u nh h ng c a nhiên li u h n h p đ n ch t
l ng phun nhiên li u c a HTPNL đ ng c diesel tàu th y, công vi c đ u tiên và
không kém ph n quan tr ng c n ph i th c hi n là áp d ng các mô hình lý thuy t đ
tìm ra nh ng tác đ ng c a nhiên li u h n h p đ n ch t l ng phun nhiên li u.
Trong Ch ng 3 trên c s lý thuy t đ c tính v mô và vi mô quá trình hình
thành tia phun nhiên li u trong bu ng đ t c a đ ng c diesel th y, NCS đánh giá s
nh h ng c a lo i nhiên li u h n h p đ n đ c tính tia phun, đ n th i đi m b t đ u
c p nhiên li u và th i gian cháy tr c a nhiên li u; l u l ng phun. Ti p theo, NCS
áp d ng ph n m m mô ph ng chuyên nghi p đ làm rõ thêm b ng hình nh tr ng
phân b v n t c, áp su t, n ng l ng đ ng n ng r i c a nhiên li u khi đi qua l phun
h p d i áp su t phun cao; s phân b áp su t trong quá trình hòa tr n, phân b
nhi t đ và v n t c cháy. Các k t qu mô ph ng s kh ng đ nh thêm nh ng tác đ ng
c a nhiên li u h n h p đ n ch t l ng phun nhiên li u, hòa tr n - cháy c a HTPNL
c a đ ng c diesel tàu th y.
3.1. ánh giá nh h ng c a nhiên li u h n h p đ n đ c tính tia phun nhiên li u
c tính c a tia phun nhiên li u đã đ c nhi u tài li u đ c p đ n và đ c th
hi n thông qua đ c tính v mô (chi u dài tia phun, góc nón tia phun và chi u dài
phân rã s c p) và đ c tính vi mô (kích th c h t nhiên li u trong chùm tia phun).
có đ c các k t qu nghiên c u v đ c tính tia phun nhiên li u đ i v i đ ng c
diesel th y 6LU32, các công th c (2.3), (2.6), (2.7) và (2.13) đã đ c l a ch n đ s
d ng tính toán.
i t ng đ c là đ ng c diesel tàu th y Hanshin 6LU32 có các thông s k
thu t theo B ng 3.1 và B ng 3.2 - các thông s ph c v tính toán.
Nhiên li u nghiên c u g m DO, PO10, PO20, PO30 và PO100 có các tính ch t
lý hóa c n thi t nh trong B ng 1.5 Ch ng 1.
10


B ng 3.1. Các thông s k thu t c a đ ng c diesel Hanshin 6LU32 [20]
STT Thông s k thu t
Th nguyên
Giá tr
1.
S xy lanh
Cái
6
2.
Công su t đ nh m c
kW
970
3.
Vòng quay đ nh m c
v/p
340
4.
ng kính xy lanh
mm
320
5.
ng kính l phun hình tr
mm
0,42
6.
Chi u dài l phun
mm
3,1
7.
S l phun
Cái
10
8.
Áp su t nâng kim phun
bar
280
9.
Áp su t không khí nén bên trong xy lanh
bar
60
10.
GPS
GQTK
110 tr c CT
11.
Su t tiêu hao nhiên li u đ nh m c
g/kW.h
200
12.
Áp su t cháy l n nh t
bar
90
K t qu tính toán v đ c tính v mô c a tia phun th hi n trên B ng 3.3 và đ c
tính vi mô c a tia phun th hi n trên B ng 3.4.
B ng 3.3. c tính v mô c a tia phun
STT
c tính v mô c a tia phun
Lo i nhiên li u
DO
PO10 PO20 PO30 PO100
1 Chi u dài tia phun S (mm)
101,5 102,0 102,3 102,6 104,2
2 Góc nón tia phun (đ )
7,89
7,88
7,86
7,80
7,73
3 Chi u dài phân rã s c p Lb (mm) 15,719 15,712 15,707 15,70 15,652
B ng 3.4.
ng kính trung bình c a h t nhiên li u SMD
STT
c tính vi mô c a tia phun
Lo i nhiên li u
nhiên li u
DO
PO10 PO20 PO30
PO100
1
ng kính trung bình
10,16 10,17 10,18
10,22
Sauters c a h t nhiên li u 10,13
SMD ( m)
2 So sánh (%) so v i DO
/
+0,3
+0,39 +0,49
+0,88
S nh h ng c a h n h p nhiên li u d u c -diesel đ n ch t l ng phun nhiên
li u đ c đánh giá thông qua đ c tính c a tia phun nhiên li u là khá rõ ràng.
Các k t qu tính toán v nh h ng c a nhiên li u h n h p đ n th i đi m phun
và th i gian cháy tr trên B ng 3.6; 3.7.
B ng 3.6. Th i đi m b t đ u phun c a các lo i nhiên li u
Lo i nhiên li u
Th i đi m b t đ u
STT
phun theo GQTK
DO
PO10
PO20
PO30
PO100
1
(0GQTK)
349
348,8
348,6
348,4
348
Chênh l ch so v i
2
/
-0,2
-0,4
-0,6
-1,0
DO(0GQTK)
B ng 3.7. K t qu tính toán v th i gian cháy tr c a các lo i nhiên li u
So sánh
Lo i nhiên li u
DO
PO10
PO20
PO30 PO100
Th i gian cháy tr (0GQTK)
2,3003 2,2279 2,2181 2,2127 2,1978
So sánh v i DO (0GQTK)
/
-0,0724 -0,0822 -0,0876 -0,1025
Nhiên li u h n h p làm cho th i đi m phun s m h n so v i nhiên li u DO và có
th i gian cháy tr ng n h n so v i nhiên li u DO.

11


3.2. K t qu mô ph ng quá trình phun nhiên li u vào đ ng c diesel tàu th y
Trong bài toán này, yêu c u đ c đ t ra là mô ph ng quá trình nhiên li u l u
thông qua l phun c a vòi phun đ ng c 6LU32 cho ra k t qu là tr ng áp su t,
đông n ng r i và v n t c nhiên li u khi l u đ ng qua l phun v i các đi u ki n biên:
không gian t nh c a 1 l tia phun, không trao đ i nhi t; m c t i đ ng c 60% (
vòng quay 273 v/p); l u l ng phun 3,15 g/ct; v n t c phun 30 m/s; nhi t đ 1300K;
áp su t phun nhiên li u pinj=800bar (xem Ph l c 4) và các thông s k thu t c a
đ ng c diesel Hanshin 6LU32 trong B ng 3.1. Các lo i nhiên li u đ c s d ng
đây bao g m 5 lo i: DO, PO10, PO20, PO30 và PO100 v i các tính ch t đ c th
hi n trên B ng 1.5 ch ng 1.
Hình 3.9: nh n th y có s khác bi t gi a 5 lo i nhiên li u khi l u đ ng trong l
phun. Các đo n màu trong l phun vuông góc v i đ ng tâm l ch ng t các m t c t
ngang đ ng áp này c ng vuông góc v i đ ng tâm l nên th hi n dòng ch y suôn
đ u, không b t c l . Quy lu t thay đ i là t ng đ ng v i tính toán mô hình lý thuy t
ph n 3.1, đó là tia phun c a nhiên li u h n h p có đ xâm nh p l n h n và góc phun
nh h n so v i nhiên li u DO. Hi n t ng áp su t c a vào và c a ra l phun c a
nhiên li u h n h p cao h n so v i nhiên li u DO, có th đ c gi i thích là do đ
nh t c a nhiên li u h n h p cao h n so v i nhiên li u DO.
Hình 3.10: v n t c chuy n đ ng c a các lo i nhiên li u không đ ng đ u trong l
phun. trung tâm c a l phun đ u có v n t c cao h n so v i khu v c ti p giáp v i
thành l phun; V n t c chuy n đ ng th p h n c a nhiên li u h n h p t i c a vào và
c a ra c a l phun đã gi i thích quy lu t thay đ i chi u dài tia phun theo đ c tính c a
nhiên li u h n h p ng n h n so v i nhiên li u DO nh tính toán mô hình lý thuy t
ph n 3.1.
Tr ng phân b áp su t, v n t c, n ng l ng đ ng n ng r i

Áp su t
c a vào l
phun

Áp su t
c a ra l
phun

Hình 3.10. Tr ng phân b v n
t c trong l phun c a 5 lo i nhiên
li u

Hình 3.1. Tr ng phân b áp su t
trong l phun c a 5 lo i nhiên li u
12


Hình 3.14 thông qua ng d ng mô
ph ng b ng ph n m m Ansys Fluent, cho
th y hình nh phân b n ng l ng đ ng
n ng r i (đ n v [J/kg]) trong không gian
t i c a vào, bên trong và c a ra l phun
c a vòi phun c a đ ng c 6LU32 cho th y
nhi u s khác bi t gi a các lo i nhiên li u.
- N ng l ng ch y r i c a nhiên li u
DO th p h n so v i nhiên li u h n h p,
t ng d n t đ u ng đ n cu i ng l phun
nên đ t hi u qu phun cao nh t.
- Gi a nhiên li u DO và PO10 có tính
t ng đ ng cao, còn nhiên li u h n h p
PO20 và PO30 c ng có n ng l ng ch y
r i t ng t nhau; c 4 lo i nhiên li u này
đ u có n ng l ng đ ng r i phân b đ u,
t ng lên theo chi u dài l phun và t p
trung cao c a ra c a l phun (các ch m
màu đ );
- N ng l ng đ ng r i cao có th gây
Hình 3.14. Tr ng phân b theo nên s nhi u lo i áp su t l n và đây chính
n ng l ng đ ng n ng r i trong l là nguyên nhân gây lên hi n t ng xâm
phun c a 5 lo i nhiên li u.
th c m nh t i c a vào và c a ra c a các l
phun.
3.3. Mô ph ng quá trình hòa tr n-cháy c a nhiên li u h n h p trong đ ng c
diesel tàu th y
D a vào c s lý thuy t mô ph ng s CFD b ng ph n m m Ansys Fluent đã
trình bày m c 2.5, NCS c ng nghiên c u ti p khi nhiên li u h n h p đ c phun
vào bu ng đ t đ ng c diesel s đ c hòa tr n v i không khí s ch và cháy nh th
nào? K t qu mô ph ng s cho th y m t s v n đ quan tr ng sau đây: s phân b
áp su t, nhi t đ và v n t c trong quá trình hòa tr n-cháy.
Các đi u ki n biên xác đ nh theo đ c đi m đ ng c 6LU32 và vòi phun c a đ ng
c này theo B ng 3.1; các đi u ki n khác nh m c 3.2.1.1 và m c 3.2.1.2.
NCS ch t p trung th c hi n mô ph ng cho quá trình hòa tr n - cháy c a lo i
nhiên li u PO20, đây là lo i nhiên li u h n h p đ c cho là có đ c tính lý hóa phù
h p nh t dành cho đ ng c diesel 6LU32 đ c khuy n cáo b i k t qu nghiên c u
thu c đ tài c p nhà n c mã s : T.04.11/NLSH “ án phát tri n NLSH đ n n m
2015, t m nhìn đ n n m 2025” [20] t ng ng v i m c t i 60%.
K t qu phân b áp su t
B ng vi c tính toán cho không gian bu ng đ t trong su t quá trình kh o sát
theo các b c th i gian t ng ng v i góc quay tr c khu u khi s d ng lo i nhiên
li u h n h p PO20 cho phép ta ghi l i các k t qu tính toán.
D i đây là phân b áp su t trong toàn không gian bu ng đ t theo góc quay
tr c khu u, đ ti n theo dõi các k t qu đ c th hi n trên m t ph ng đ i x ng đi
qua v trí tia phun nhiên li u.
Trên m i hình nh là m t c a s th hi n k t qu c a ch ng trình tính toán, ta
có th ghi l i theo các b c th i gian t ng ng v i góc quay tr c khu u hay t ng
ng v i v trí c a piston.
13


Hình 3.20. Phân b áp su t trong bu ng đ t t i m t c t đ ng đi qua
đ ng tâm xy lanh theo các GQTK trên đ ng c diesel 6LU32, PO20
Nh v y b ng cách trích xu t các k t qu hình nh đ c chia nh theo GQTK và
kho ng th i gian kh o sát t ng ng đã cho th y các k t qu v di n bi n thay đ i
áp su t trong không gian bu ng đ t đ ng c thu c kho ng góc tr c khu u kh o sát,
xác đ nh đ c v trí đ t áp su t l n nh t.
K t qu phân b nhi t đ

Hình 3.21. Phân b nhi t đ trong bu ng đ t t i m t c t đ ng đi qua
đ ng tâm xy lanh theo các GQTK trên đ ng c diesel 6LU32, PO20
14


Mô ph ng s đã xu t các k t qu hình nh đ c chia nh theo GQTK và kho ng
th i gian kh o sát t ng ng đã cho th y các k t qu v di n bi n thay đ i nhi t đ
trong không gian bu ng đ t đ ng c , th hi n đ c các vùng có nhi t đ l n khi b t
đ u cháy.
K t qu phân b v n t c

Hình 3.2. Phân b v n t c cháy trong bu ng đ t t i m t c t đ ng đi
qua đ ng tâm xy lanh theo các GQTK trên đ ng c diesel 6LU32, PO20
Hình 3.22 cho th y hình nh phun nhiên li u khá đ ng đ u trong bu ng đ t.
3.4. ánh giá đ tin c y k t qu tính toán mô ph ng
So sánh s bi n thiên áp su t trong xy lanh đ c th hi n trên Hình 3.26,
đ ng nét màu đ là đ ng đ th ch th áp su t khi th c nghi m, đ ng nét màu
xanh là đ ng đ th ch th áp su t khi mô ph ng. S trùng kh p c a hai đ ng
cong ch ng minh các thông s t s nén, áp su t và nhi t đ ban đ u c a hai mô hình
là phù h p.

Hình 3.4. So sánh di n bi n áp su t trong xi lanh
gi a mô ph ng và th c nghi m
15


3.5. K t lu n ch ng 3
- Trên c s lý thuy t Ch ng 2, d a vào các mô hình toán đ c l a ch n đ
nghiên c u s nh h ng c a nhiên li u đ n đ c tính phun và đ a ra các k t qu tính
toán lý thuy t so sánh gi a h n h p PO v i DO v đ c tính v mô (chi u dài phân rã
s c p ng n h n; góc phun bé h n; chi u dài tia phun l n h n), vi mô (đ ng kính
trung bình h t nhiên li u l n h n); các k t qu cho th y th i đi m phun c a PO s m
h n, th i gian cháy tr ng n h n, l u l ng phun l n h n so v i DO.
- ã d a vào l a ch n gi i pháp ng d ng mô ph ng s CFD b ng ph n m m
Ansys Fluent đ h tr nghiên c u nh ng hi n t ng x y ra t i l phun nhiên li u
mà các mô hình lý thuy t đ c đ c p trên ch a x lý đ c nh : các tr ng phân
b áp su t, v n t c và n ng l ng đ ng n ng r i. K t qu mô ph ng quá trình phun
nhiên li u qua l phun c a vòi phun đ ng c 6LU32 b ng ph n m m Ansys Fluent
cho nh ng k t qu có c s khoa h c (T Hình 3.9 đ n 3.14). Các k t qu này phù
h p quy lu t thay đ i v i các k t qu nghiên c u b ng mô hình toán v xu th nh
h ng c a nhiên li u h n h p đ n ch t l ng phun c a HTPNL cho đ ng c , nh ng
cho th y hình nh rõ h n;
- K t qu mô ph ng v đ ng n ng r i c a các lo i nhiên li u khi đi qua l phun
đ c th hi n c th . V i nhiên li u h n h p, đ ng n ng r i có xu th cao h n so v i
DO, mà tr ng h p c a nhiên li u PO100 là tiêu bi u. Trên th c t , các nhà nghiên
c u trong l nh v c này đ u kh ng đ nh r ng, đ ng n ng r i càng cao s d n đ n t o
hi n t ng xâm th c càng l n. V y nên, khi s d ng nhiên li u h n h p làm nhiên
li u thay th cho đ ng c diesel th y, ph i đ c bi t l u ý đ n hi n t ng xâm th c
có th x y ra t i l phun, không gian nhiên li u c a vòi phun;
- K t qu nghiên c u mô ph ng v quá trình hòa tr n-cháy đ i v i nhiên li u
h n h p PO20 đ minh ch ng cho k t qu th c nghi m thông qua ph n m m Ansys
Fluent cho hình nh theo thang đo đ nh l ng v áp su t, nhi t đ và v n t c cháy
c a đ ng c 6LU32 đ c th hi n r t rõ (Hình 3.20 đ n Hình 3.25) cho th y ch t
l ng hòa tr n - cháy khá t t, đ m b o các thông s ch th g n v i th c nghi m.
Các k t qu nghiên c u lý thuy t và mô ph ng t i Ch ng 3 đã hoàn thành m c
tiêu đ t ra trong B ng 1.6 Ch ng 1 và hoàn toàn đáng tin c y đ có th áp d ng cho
các ph n nghiên c u ti p theo.
CH

NG 4. NGHIÊN C U TH C NGHI M

Quá trình th c nghi m đ c ti n hành t i Trung tâm thí nghi m h đ ng l c
-Tr ng
i h c Hàng h i Vi t Nam, đ ng c diesel th y 6LU32 và 4 lo i nhiên
li u (DO, PO10, PO20 & PO30) - B ng 1.5 đ c l a ch n cùng v i các thi t b đo,
các trang thi t b ph tr hi n đ i c a hãng AVL, C ng hòa Áo (m c 4.2.3 và PL1).
Th c nghi m t p trung nghiên c u nh h ng c a 4 lo i nhiên li u trên đ n ch t
l ng phun và ch tiêu kinh t (ge) và môi tr ng (NOx) đ ki m ch ng k t qu mô
ph ng và tính toán lý thuy t ph n 3.1 ch ng 3.
4.1. M c đích, ch đ , đi u ki n và đ i t ng th c nghi m
M c đích
Thu th p đ y đ các k t qu v quá trình c p nhiên li u cho đ ng c liên quan
đ n th i đi m b t đ u phun nhiên li u, áp su t phun nhiên li u cao nh t… trong
đ ng c
2 ch đ t i nh t đ nh nh m đánh giá s nh h ng đ n th i đi m phun,
l u l ng và áp su t c a h th ng phun nhiên li u; đo n ng đ NOx trong khí th i.
So sánh nh ng ch tiêu quan tr ng gi a nghiên c u lý thuy t và nghiên c u th c
nghi m trên đ ng c diesel th c;
16


Ch đ t i đ ng c và đi u ki n th c nghi m
Th c nghi m đ c ti n hành trong đi u ki n nhi t đ môi tr ng là 24 0C, áp
su t môi tr ng p0= 1 bar, đ m t ng đ i là 75%.
B ng 4.1. Các ch đ th nghi m
Ch đ t i c a đ ng c
T c đ (v/p)
40% (400 kW)
238
60% (600 kW)
273
i t ng th c nghi m
ng c diesel tàu th y HANSHIN 6UL32 lai phanh th y l c Omega 1500 và
HTPNL cho đ ng c đ c l p đ t t i Trung tâm nghiên c u h đ ng l c, Tr ng
i h c Hàng h i Vi t Nam.
xu t mô hình th c nghi m
Nh m đáp ng các m c tiêu v th nghi m nh đã nêu trên, mô hình th c
nghi m đ c đ xu t nh trên Hình 4.1.

Hình 4.1. S đ HTPNL cho đ ng c và các thi t b thí nghi m
4.2. K t qu nghiên c u th c nghi m
4.2.1. Áp su t cháy trong xy lanh đ ng c
B ng 4.2. Giá tr pz đ i v i các lo i nhiên li u 2 ch đ t i khác nhau
Áp su t cháy c c đ i - pz (bar)
Ch đ t i c a
đ ng c
DO
PO10
PO20
PO30
40%
53,245
52,869
49,241
45,823
60%
65,245
63,869
62,941
59,823

17


Áp su t cháy c c đ i c a nhiên li u h n h p PO có xu h ng nh h n so v i c a
nhiên li u DO.
4.2.2. Th i đi m b t đ u phun và áp su t phun l n nh t
B ng 4.3. Th i đi m b t đ u phun và áp su t phun nhiên li u l n nh t
Th i đi m b t đ u phun
Áp su t phun l n nh t
Vòng quay
(0GQTK)
(bar)
STT
(v/p)
DO PO10 PO20 PO30 DO PO10 PO20 PO30
1
238
349,3 349,0 348,7 348,2 300 303 308 314
Chênh l ch so v i DO
/
-0,3
-0,6 -1,1
/
+3
+8
+14
2
273
348,8 348,5 348,1 347,8 459 483 486 495
Chênh l ch so v i DO
/
-0,3
-0,7 -1,0
/
+24 +27 +36

Nhiên li u h n h p có th i đi m phun s m, áp su t phun l n nh t p max-inj cao h n
so v i nhiên li u DO và t l v i % d u th c v t.
4.2.3. Th i gian cháy tr c a nhiên li u
B ng 4.4. K t qu th c nghi m v th i gian cháy tr c a nhiên li u
STT
1
2

Th i gian cháy tr c a nhiên li u (0GQTK)
DO
PO10
PO20
PO30
400
2,4082 2,3879
2,3663
2,3430
Chênh l ch so v i DO (0GQTK)
/
-0,0203
-0,0419
-0,0652
600
2,4235 2,3774
2,3560
2,3312
Chênh l ch so v i DO (0GQTK)
/
-0,0461
-0,0675
-0,0923
Ch đ t i (kW)

18


Các lo i nhiên li u h n h p PO10, PO20 và PO30 đ u có th i đi m b c cháy
s m h n so v i nhiên li u DO do có th i gian cháy tr ng n h n.
4.2.4. Su t tiêu hao nhiên li u
B ng 4.5. Su t tiêu hao nhiên li u đ i v i các lo i nhiên li u khác nhau
Su t tiêu th nhiên li u (g/kW.h)
STT Lo i nhiên T i/vòng quay T ng so v i T i/vòng quay T ng so v i
li u
(40%/238v/p)
DO
(60%/273v/p)
DO
1
DO
198
/
205
/
2
PO10
200
2 (1,0%)
210
5 (2,4%)
3
PO20
203
5 (2,5%)
216
11 (5,3%)
4
PO30
206
8 (4,0%)
220
15 (7,3%)
Khi s d ng nhiên li u h n h p,
su t tiêu th nhiên li u cao h n so v i
s d ng nhiên li u DO. ch đ t i
cao 600kW (60% t i), su t tiêu th
nhiên li u khi s d ng nhiên li u h n
h p PO30 cao h n so v i khi s d ng
DO kho ng 7,3% và s chênh l ch
này
ch đ t i 400kW (40% t i)
t ng kho ng 4%.
4.2.5. ánh giá s thay đ i c a l u l ng phun
B ng 4.6. nh h ng c a lo i nhiên li u đ n đ nh l ng c p nhiên li u
Lo i nhiên li u
L ng nhiên li u phun/l n
(g/ct)
DO
PO10
PO20
PO30
Q, (g/ct)
3,142
3,154
3,172
3,201
S thay đ i so v i DO, (%)
/
+0,381
+0,946
+1,843
L ng nhiên li u c p cho m t
chu trình c a nhiên li u h n h p
l n h n so v i nhiên li u DO và
t l v i ph n tr m d u c trong
h n h p. Theo th c nghi m
l ng c p nhiên li u cho m t chu
trình c a nhiên li u PO30 t ng t i
1,843% và PO20 t ng kho ng
0,946% so v i nhiên li u DO.
4.2.6. Ch t l ng phun s ng, t o h n h p và cháy
Trong quá trình thí nghi m, l n l t 4 lo i nhiên li u đ c th nghi m và thi t b
Visio Scope đ c áp d ng đ ghi l i hình nh quá trình di n bi n c a th i đi m b t
đ u c p nhiên li u vào bu ng đ t đ ng c , th i đi m b t đ u cháy và di n bi n quá
trình cháy.
Hình 4.11 đ n 4.16 cho th y hình nh th i đi m nhiên li u b t đ u đ c phun
vào bu ng đ t c a xy lanh s 1 đ ng c diesel th y 6LU32 vòng quay 273 v/p
t ng đ ng 600kW (60% t i) và các quá trình b t đ u hòa tr n cháy c a h n h p.
Nhiên li u h n h p đ c phun, cháy s m h n so v i nhiên li u DO.
19


Hình 4.11. Hình nh nhiên li u b t đ u
Hình 4.12. Hình nh nhiên li u hòa tr n,
phun -11,7 đ GQTK tr c CT, 273 v/p cháy -7 đ GQTK tr c CT, 273 v/p

Hình 4.13. Hình nh nhiên li u cháy
đ GQTK tr c CT, 273 v/p

-3 Hình 4.14. Hình nh nhiên li u cháy
GQTK sau CT, 273 v/p



Hình 4.15. Hình nh nhiên li u cháy
đ GQTK sau CT, 273 v/p

22

11

Hình 4.16. Hình nh nhiên li u cháy
đ GQTK sau CT, 273 v/p

20


4.2.7. Phát th i NOx
B ng 4.7. K t qu th c nghi m v hàm l
Hàm l
DO
19,4

ng NOx trong khí th i

ng khí NOx trong khí th i đ ng c (g/kW.h)
PO10
PO20
PO30
17,0
14,8
13,9

NO x

30

10

H

(g/kW.h)

20

L

0

DO

PO10

PO20

PO30

th bi u th hàm l ng NOx trong khí th i đ ng c
ch
đ t i 600kW khi s d ng 4 lo i nhiên li u
K t qu th c nghi m v n ng đ phát th i khí NOx cho th y: hàm l ng khí NOx
trong khí th i khi s d ng nhiên li u DO có giá tr b ng 19,4 g/kW.h. Nh v y hàm
l ng phát th i này cao h n so v i hàm l ng phát th i khí NOx khi s d ng nhiên
li u h n h p. Khi s d ng nhiên li u h n h p PO30, hàm l ng khí NO x trong khí
th i đ ng c 6LU32 đo đ c b ng 13,9 g/kW.h, th m chí còn th p h n so v i tiêu
chu n phát th i đ c qui đ nh đ i v i lo i đ ng c này b i Ph l c VI, MARPOL
73/78; còn đ i v i PO20 là 14,8 g/kW.h;
4.3. K t qu gi i pháp hi u ch nh b ng ph ng pháp quy ho ch th c nghi m
Trên c s k t qu phân tích s d ng lý thuy t t i u hóa b ng ph ng pháp qui
ho ch th c nghi m đã nêu ph n 2.6 Ch ng 2 đ th c hi n các gi i pháp hi u
ch nh thích h p cho HTPNL cho đ ng c nh m đáp ng các m c tiêu c n thi t.
Trong đó công th c toán h c đ c xây d ng d i d ng m t hàm m c tiêu (2.72)
đ c ng d ng.
Th c nghi m hi u ch nh đã đ c th c hi n trên đ ng c diesel chính tàu th y
Hanshin 6LU32 đ c trang b t i PTN Trung tâm thí nghi m h đ ng l c - Tr ng
i h c Hàng h i Vi t Nam có các thông s đã trình bày B ng 3.1 theo các đi u
ki n th c nghi m đã đ c trình bày trong ph n 4.1 và 4.2 Ch ng 4 và các lo i
nhiên li u PO10, PO20, PO30 có các tính ch t đ c trình bày B ng 1.5.
B ng 4.8. B ng d ki n v y u t gây nh h ng và m c giá tr
M c
Y u t nh h ng
Ký hi u
Th p (-1)
Trung tâm (0)
Cao (1)
Th i đi m b t đ u
A
9
11
13
phun (0CA GQTK)
Áp su t phun (MPa)
B
27
28
29
T l d u c (%)
C
10
20
30
Hình 4.17.

Ti n hành th c nghi m trên đ ng c 6LU32: d a trên s l n c n làm th c
nghi m và ti n hành đo đ c các thông s c n thi t nh đ xu t t i B ng 4.10, cho
đ ng c diesel làm vi c ch đ 600kW (273 v/p) và đo m c đ phát th i cùng v i
su t tiêu th nhiên li u. đây c n l u ý r ng, m i l n làm thí nghi m s đ c ti n
hành v i s ghép c a 3 y u t nh h ng v i m c giá tr khác nhau. Nh v y, c n
th c hi n 9 l n thí nghi m và hi u ch nh giá tr c a các y u t nh h ng.
21


Trong quá trình hi u ch nh, công vi c c n làm khá ph c t p và công phu đó là
hi u ch nh cam nhiên li u theo đúng yêu c u v i các v trí đ m vòi phun các th i
đi m 100, 110 và 120GQTK tr c CT. B ng cách làm nh v y, toàn b s l n th c
nghi m và các d li u c n thi t đ c th hi n trên B ng 4.11.
B ng 4.9. T o ma tr n thí nghi m
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

X1
1
-1
1
1
1
-1
-1
-1
0

X2
1
1
-1
-1
1
1
-1
-1
0

X3
1
1
1
-1
-1
-1
1
-1
0

Y1 (g/kW.h)
223
221
222
221
219
222
224
222
221

Y2 (g/kW.h)
15,3
16,1
15,2
15,7
14,8
16,5
16,4
16,8
16,1

Các k t qu thí nghi m đ c trình bày trong B ng 4.13.
B ng 4.10. K t qu nghiên c u t i u hóa
TT
i m trung
tâm (1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)

X1
Y1
X2
X3
SOI [0CA
ge
IP [MPa] PO [%]
CT]
[g/kW.h]

Y2
NOx
[g/kW.h]

M c ch t
l ng

11

28

20

223

15,3

472,63

11
11
12
10
12
12
10
10

28,5
29
29,5
29,5
30
30
29
28

10
30
10
20
20
20
30
30

221
222
221
219
222
224
222
221

16,1
15,2
15,7
14,8
16,5
16,4
15,8
15,1

427,42
431,24
469,86
492,58
483,48
429,75
456,32
467,95

Gi i h n NOx theo yêu c u c a T ch c Hàng h i Qu c t đ c trình bày t i
ph l c VI c a Công c qu c t MARPOL 73/78, vì v y đ ng c diesel chính tàu
th y Hanshin 6LU32 có m c phát th i NOx = 19,4g/kW.h ( ch đ th nghi m có
th trong PTN ng v i t i 600kW, 273 v/p) c n h ng t i m c phát th i gi i h n
m c tiêu NOx.g = 14,19g/kW.h.
Thông qua các k t qu c a hàm t i u, có th xác nh n r ng s k t h p (SOI =
100CA, IP = 29,5MPa, t l = 20% PO) là các giá tr đi u ch nh HTPNL ph c v cho
đ ng c ho t đ ng hi u qu cao đ t các ch tiêu là ge = 219g/kW.h, m c phát th i
NOx = 14,8g/kW.h. i u này c ng có ngh a là quá trình t i u hóa theo ph ng
pháp b m t đáp ng đã tìm th y các y u t ki m soát t i u cho đ ng c diesel
6LU32 là GPS = 100GQTK, áp su t nâng kim phun = 29,5MPa, nhiên li u h n h p
v i d u diesel có t l d u c là 20% PO có th đ c ch n đ đ t các thông s làm
vi c t i u cho đ ng c diesel tàu th y 6LU32 s d ng nhiên li u h n h p cho thay
th nhiên li u thông th ng.

22


K t lu n ch ng 4
T c s các k t qu nghiên c u lý thuy t Ch ng 2 và tính toán lý thuy t, mô
ph ng Ch ng 3, Ch ng 4 đã tri n khai nghiên c u th c nghi m xác đ nh các
thông s quan tr ng đánh giá ch t l ng phun c a nhiên li u DO và các h n h p
PO10, PO20, PO30 hai ch đ t i 40% (238 v/p) và 60% (273 v/p) trên đ ng c
diesel chính tàu th y lai phanh th y l c Hanshin 6LU32 trong PTN.
Các k t qu nghiên c u th c nghi m đã cho các k t qu th nghi m r t phong
phú, xác th c đ c t ng h p và phân tích trong m c 4.3 đã cho th y rõ h n v s
nh h ng này nh sau: áp su t cháy cháy c c đ i c a PO nh h n DO (PO20 nh
h n kho ng 3,5% t c đ 273 v/p); th i đi m phun c a PO s m h n DO (PO20
s m h n kho ng 0,7 đ
t c đ 273 v/p), áp su t phun l n nh t c a PO l n h n DO
(PO20 l n h n kho ng 5,5% t c đ 273 v/p); th i gian cháy tr PO nh h n c a
DO (PO20 nh h n kho ng 0,0675 đ
t c đ 273 v/p); su t tiêu hao nhiên li u
(PO20 t ng kho ng 5,3% t c đ 273 v/p); l u l ng phun c a PO20 t ng kho ng
0,946% so v i DO; ch t l ng phun s ng và hòa tr n - cháy đ c camera
VisioScope ch p hình và quay phim l i cho th y PO20 v n đ m b o tuy có kém h n
DO; phát th i NOx c a PO20 gi m kho ng 23% so v i DO.
Xây d ng đ c gi i pháp hi u ch nh thích h p là m t ph ng pháp t ng h p các
bi n pháp hi u ch nh các thông s c a h th ng nhiên li u đ đ t đ c hi u qu kinh
t c ng nh tiêu chu n v môi tr ng b ng công th c toán h c d i d ng m t hàm
m c tiêu (2.72) và th c hi n th c nghi m ki m ch ng tr c ti p đ i v i đ ng c
diesel Hanshin 6LU32. K t qu xác đ nh đ c các thông s đi u ch nh các y u t
ki m soát t i u cho đ ng c diesel 6LU32 là GPS = 100GQTK tr c CT, áp su t
nâng kim phun = 29,5MPa, nhiên li u h n h p v i d u diesel có t l d u c là
20%PO có th đ c ch n đ đ t các thông s làm vi c t i u cho đ ng c diesel tàu
th y 6LU32 s d ng nhiên li u h n h p cho thay th nhiên li u truy n th ng đ t ch
tiêu kinh t ge=219 g/kW.h và ch tiêu môi tr ng NOx=14,8 g/kW.h.
N i dung Ch ng 4 đã hoàn thành các m c tiêu đ ra trong B ng 1.6 Ch ng 1.
K T LU N VÀ KI N NGH
K t lu n:
Sau th i gian làm vi c nghiêm túc, b ng ph ng pháp nghiên c u t ng h p
gi a nghiên c u lý thuy t, áp d ng mô ph ng s và nghiên c u th c nghi m, NCS
đã th c hi n hoàn ch nh m c tiêu, yêu c u c a đ tài lu n án “Nghiên c u nh
h ng c a h n h p nhiên li u d u th c v t – diesel đ n phun nhiên li u, t o h n h p,
cháy và tính n ng c a đ ng c diesel tàu th y” và sau đây là nh ng k t lu n:
1. ã phân tích các k t qu nghiên c u trong và ngoài n c liên quan đ n lu n
án, trên c s đó đã t ng h p và l a ch n đ c c s lý thuy t thích h p đ ph c v
nghiên c u nh h ng c a đ c tính h n h p nhiên li u d u c - d u diesel đ n ch t
l ng phun nhiên li u và các ch tiêu kinh t (g e), môi tr ng (NOx) c a đ ng c
diesel tàu th y; đ xu t gi i pháp đ áp d ng gi i pháp hi u ch nh thích h p các
thông s chính c a HTPNL và t l % d u c trong h n h p đ đ ng c ho t đ ng n
đ nh đ t ch tiêu kinh t và môi tr ng;
2. ã đánh giá đ c s nh h ng c a đ c tính nhiên li u h n h p đ n ch t
l ng phun nhiên li u c a HTPNL cho đ ng c diesel tàu th y Hanshin 6LU32 s
d ng h n h p nhiên li u d u c - diesel PO10, PO20, PO30 và DO. Các k t qu cho
th y: h n h p nhiên li u d u c - diesel làm thay đ i đ c tính v mô và vi mô c a tia
phun nhiên li u c a vòi phun; d n đ n thay đ i quá trình phun, hòa tr n - cháy c a
23


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×