Mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV125-2 sử dụng nhiên liệu kép CNG-Diesel bằng phần mềm FLUENT

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu

1.2. Nhu cầu sử dụng động cơ đốt trong tại Việt Nam

1.3. Tình hình sản xuất, nhu cầu sử dụng động cơ diesel 1 xi lanh tại Việt Nam

1.4. Nhiên liệu thay thế

1.5. Tình hình nghiên cứu sử dụng CNG trên thế giới

1.6. Tình hình nghiên cứu sử dụng CNG tại Việt Nam

1.7. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu

1.7.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.7.2. Đối tượng nghiên cứu

1.8. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài

1.8.1. Nhiệm vụ của đề tài

1.8.2. Giới hạn của đề tài

1.9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.10. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Lý thuyết về dòng chảy rối

2.2. Lý thuyết quá trình cháy nhiên liệu khí

2.2.1. Lý thuyết cháy hỗn hợp không hòa trộn trước

2.2.1.1. Lý thuyết về thành phần hỗn hợp

2.2.1.2. Định nghĩa thành phần hỗn hợp

2.2.1.3. Các phương trình chuyển đổi đối với thành phần hỗn hợp

2.2.1.4. Thành phần hỗn hợp theo hệ số tương đương

2.2.1.5. Mối quan hệ giữa f với thành phần khối lượng chất, khối lượng riêng và nhiệt độ

2.2.1.6. Mô hình tương tác giữa rối và hóa học

2.2.1.7. Mô tả hàm mật độ xác suất

2.2.1.8. Đạo hàm giá trị đại lượng trung bình từ thành phần hỗn hợp

2.2.1.9. Dạng giả định của hàm p(f)

2.2.2. Lý thuyết quá trình cháy hỗn hợp hòa trộn trước

2.2.2.1. Lớn tràn màng lửa

2.2.2.2. Tốc độ màng lửa rối

2.2.2.3. Tốc độ màng lửa hỗn tầng

2.2.2.4. Mô hình cháy hỗn hợp hòa trộn trước trong FLUENT

2.2.2.4.1. Tính toán nhiệt độ

2.2.2.4.2. Tính toán khối lượng riêng

2.3. Lý thuyết quá trình cháy hòa trộn trước cục bộ

2.3.1. Tính toán giá đại lượng

2.3.2. Tốc độ màng lửa hỗn tầng

2.3.3. Cơ sở dữ liệu tốc độ màng lửa hỗn tầng

2.3.4. Tổng quát xác định tốc độ cháy hỗn tầng bằng thực nghiệm

2.4. Đặc điểm chung của hệ thống nhiên liệu kép CNG-Diesel

2.5. Giới thiệu phần mềm FLUENT

2.5.1. Giới thiệu về phần mềm động lực học thủy khí FLUENT

2.5.2. Giới thiệu về phần mềm GAMBIT 2.4

3. CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ VIKYNO RV125-2

3.1. Giới thiệu về động cơ Diesel Vikyno RV125-2

3.1.1. Giới thiệu chung

3.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ Vikyno RV125-2

3.2.1. Hệ thống nhiên liệu kép CNG-Diesel trên động cơ Vikyno RV125-2

3.2.1.1. Cấu tạo chung

3.2.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống CRDI sử dụng nhiên liệu kép

4. CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HÓA QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU KÉP CNG-DIESEL TRONG ĐỘNG CƠ VIKYNO RV125-2

4.1. Tính toán mô phỏng quá trình cháy

4.1.1. Thiết lập mô hình trên GAMBIT 2.4 với các điều kiện biên

4.1.1.1. Kích thước hình học của mô hình

4.1.1.2. Phương pháp hi lưới mô hình

4.1.1.3. Thiết lập mô hình trên GAMBIT

4.1.2. Tính toán mô phỏng với phần mềm FLUENT

4.1.2.1. Cài đặt các thông số mô hình

4.1.2.2. Khởi động tính toán và xử lý kết quả

4.2. Đánh giá quá trình cháy

4.2.1. Diễn biến quá trình cháy

4.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố vận hành

4.2.2.1. Ảnh hưởng của góc phun sớm

4.2.2.2. Ảnh hưởng của độ đậm đặc hỗn hợp

4.2.2.3. Ảnh hưởng của tốc độ động cơ đến quá trình cháy

4.3. So sánh kết quả mô phỏng với thực nghiệm

4.3.1. Đo công suất của động cơ

4.3.2. So sánh kết quả hồi quy mô phỏng và thực nghiệm

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV125 2

Mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV125-2 sử dụng nhiên liệu kép CNG-Diesel là một nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực động cơ đốt trong. Động cơ này được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, nhưng gặp phải nhiều vấn đề về hiệu suất và ô nhiễm môi trường. Việc áp dụng mô phỏng bằng phần mềm FLUENT giúp tối ưu hóa quá trình cháy, từ đó nâng cao hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm.

1.1. Giới thiệu về động cơ Vikyno RV125 2 và nhiên liệu kép

Động cơ Vikyno RV125-2 là loại động cơ Diesel một xi lanh, công suất 12.5HP, thường được sử dụng trong nông nghiệp. Việc sử dụng nhiên liệu kép CNG-Diesel không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

1.2. Tầm quan trọng của mô phỏng trong nghiên cứu động cơ

Mô phỏng quá trình cháy động cơ bằng phần mềm FLUENT cho phép phân tích chi tiết các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ. Điều này giúp các nhà nghiên cứu đưa ra các giải pháp tối ưu hơn cho động cơ sử dụng nhiên liệu kép.

II. Vấn đề và thách thức trong quá trình cháy động cơ Vikyno RV125 2

Mặc dù động cơ Vikyno RV125-2 có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong quá trình hoạt động. Các vấn đề như hiệu suất thấp, ô nhiễm môi trường và tiêu hao nhiên liệu lớn cần được giải quyết. Việc nghiên cứu và mô phỏng quá trình cháy sẽ giúp nhận diện và khắc phục những vấn đề này.

2.1. Hiệu suất động cơ và ô nhiễm môi trường

Động cơ sử dụng nhiên liệu Diesel truyền thống thường gặp phải vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Việc chuyển sang sử dụng CNG có thể giảm thiểu đáng kể lượng khí thải độc hại.

2.2. Tiêu hao nhiên liệu và chi phí vận hành

Tiêu hao nhiên liệu lớn là một trong những nhược điểm chính của động cơ Vikyno RV125-2. Việc áp dụng mô phỏng giúp tối ưu hóa tỷ lệ nhiên liệu, từ đó giảm chi phí vận hành.

III. Phương pháp mô phỏng quá trình cháy bằng phần mềm FLUENT

Phần mềm FLUENT là công cụ mạnh mẽ trong việc mô phỏng quá trình cháy động cơ. Bằng cách sử dụng mô hình động lực học chất lỏng, FLUENT cho phép phân tích các thông số như nhiệt độ, áp suất và nồng độ khí thải trong buồng cháy.

3.1. Thiết lập mô hình trong FLUENT

Thiết lập mô hình trong FLUENT bao gồm việc xác định các điều kiện biên và thông số đầu vào. Điều này rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của mô phỏng.

3.2. Phân tích kết quả mô phỏng

Sau khi mô phỏng, việc phân tích kết quả giúp đánh giá hiệu suất động cơ và so sánh với các kết quả thực nghiệm. Điều này giúp xác định độ chính xác của mô hình.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô phỏng trong nghiên cứu động cơ

Mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV125-2 không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn có thể áp dụng trong việc thiết kế hệ thống nhiên liệu mới. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong thực tiễn để nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm.

4.1. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả từ mô phỏng cho thấy việc sử dụng nhiên liệu kép CNG-Diesel có thể cải thiện đáng kể hiệu suất động cơ. Điều này mở ra hướng đi mới cho ngành nông nghiệp.

4.2. Tương lai của động cơ sử dụng nhiên liệu kép

Với xu hướng phát triển bền vững, động cơ sử dụng nhiên liệu kép sẽ ngày càng trở nên phổ biến. Nghiên cứu này sẽ góp phần vào việc phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực động cơ.

V. Kết luận và hướng phát triển trong nghiên cứu động cơ

Mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV125-2 sử dụng nhiên liệu kép CNG-Diesel là một bước tiến quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và giảm ô nhiễm. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng mô phỏng có thể giúp tối ưu hóa quá trình cháy, từ đó nâng cao hiệu suất động cơ và giảm thiểu ô nhiễm.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các hệ thống nhiên liệu mới và cải tiến công nghệ mô phỏng để đạt được kết quả tốt hơn.

Luận văn thạc sĩ: Mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV125-2 với hệ thống nhiên liệu kép CNG-Diesel