Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu tính năng động cơ đánh lửa cưỡng bức sử dụng nhiên liệu xăng ethanol

• Tác giả: Nguyễn Quang Trung
• Người hướng dẫn: Dương Việt Dũng
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Năng Động Cơ Đánh Lửa Cưỡng Bức Sử Dụng Nhiên Liệu Xăng - Ethanol
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Đà Nẵng

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Sử dụng nhiên liệu sinh học trên động cơ ôtô
• 1.2. Những yêu cầu thực tiễn hướng đến sử dụng nhiên liệu sinh học
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan

Chương này trình bày tổng quan về nghiên cứu tính năng động cơ đánh lửa cưỡng bức sử dụng xăng ethanol. Tác giả nhấn mạnh tính cấp thiết của việc sử dụng nhiên liệu sinh học trong bối cảnh an ninh năng lượng và biến đổi khí hậu. Ethanol được xem là giải pháp hiệu quả nhờ nguồn nguyên liệu phong phú và khả năng giảm phát thải khí nhà kính. Chương cũng đề cập đến tình hình sản xuất và sử dụng xăng ethanol trên thế giới và tại Việt Nam, cùng với các nghiên cứu liên quan đến việc ứng dụng ethanol trong động cơ đánh lửa cưỡng bức.

1.1. Tính cấp thiết

Phần này phân tích các vấn đề liên quan đến an ninh năng lượng và biến đổi khí hậu do sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Ethanol được đề xuất như một giải pháp thay thế hiệu quả, góp phần giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải khí nhà kính. Tác giả cũng nhấn mạnh tiềm năng của ethanol trong việc phát triển kinh tế nông thôn và bảo vệ môi trường.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá tác động của xăng ethanol lên hiệu suất và phát thải của động cơ đánh lửa cưỡng bức. Nghiên cứu cũng hướng đến việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật để tối ưu hóa tỷ lệ ethanol trong hỗn hợp nhiên liệu, đảm bảo hiệu suất động cơ và giảm phát thải ô nhiễm.

II. Cơ sở lý thuyết

Chương này trình bày các cơ sở lý thuyết liên quan đến động cơ đánh lửa cưỡng bức và xăng ethanol. Tác giả giới thiệu các mô hình toán học và phương pháp tính toán được sử dụng để mô phỏng quá trình cháy và phát thải trong động cơ. Các mô hình dòng chảy rối, phản ứng hóa học, và kiểm soát ngọn lửa được phân tích chi tiết, làm cơ sở cho các nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng tiếp theo.

2.1. Mô hình dòng chảy rối

Phần này giới thiệu các mô hình dòng chảy rối được sử dụng để mô phỏng quá trình cháy trong động cơ. Các mô hình này bao gồm mô hình dòng chảy rối có phản ứng hóa học và mô hình kiểm soát ngọn lửa rối, giúp phân tích sâu hơn về quá trình hình thành hòa khí và cháy trong động cơ.

2.2. Mô hình phản ứng hóa học

Tác giả trình bày các mô hình phản ứng hóa học được sử dụng để mô phỏng quá trình cháy của xăng ethanol. Các mô hình này bao gồm mô hình kiểm soát phản ứng và mô hình tốc độ ngọn lửa rối Zimont, giúp dự đoán chính xác hơn về hiệu suất và phát thải của động cơ.

III. Nghiên cứu thực nghiệm

Chương này trình bày các kết quả thực nghiệm về hiệu suất và phát thải của động cơ đánh lửa cưỡng bức sử dụng xăng ethanol. Tác giả mô tả chi tiết hệ thống thí nghiệm, các thiết bị đo lường, và phương pháp thực hiện thí nghiệm. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol đến hiệu suất động cơ, tiêu thụ nhiên liệu, và phát thải khí thải.

3.1. Hệ thống thí nghiệm

Phần này mô tả chi tiết hệ thống thí nghiệm được sử dụng để đánh giá hiệu suất và phát thải của động cơ. Hệ thống bao gồm các thiết bị đo lường công suất, mô men, và phát thải khí thải, cùng với các thiết bị hỗ trợ khác như băng thử công suất và hệ thống điều khiển động cơ.

3.2. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy sự ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol đến hiệu suất động cơ và phát thải khí thải. Các kết quả này được phân tích chi tiết, bao gồm sự thay đổi của công suất, mô men, tiêu thụ nhiên liệu, và phát thải CO, HC, NOx theo các tỷ lệ ethanol khác nhau.

IV. Nghiên cứu mô phỏng

Chương này trình bày các kết quả mô phỏng về quá trình cháy và phát thải của động cơ đánh lửa cưỡng bức sử dụng xăng ethanol. Tác giả sử dụng phần mềm Ansys-Fluent để mô phỏng quá trình phun nhiên liệu, hình thành hòa khí, và cháy trong động cơ. Kết quả mô phỏng được so sánh với kết quả thực nghiệm để đánh giá độ chính xác của mô hình.

4.1. Xây dựng mô hình mô phỏng

Phần này mô tả quá trình xây dựng mô hình mô phỏng 3D-CFD sử dụng phần mềm Ansys-Fluent. Tác giả trình bày các bước thiết lập mô hình, bao gồm xác lập thành phần lưu chất ban đầu, quá trình phun nhiên liệu, và điều kiện biên cho mô phỏng.

4.2. Phân tích kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng được phân tích chi tiết, bao gồm sự ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol đến quá trình hình thành hòa khí và cháy trong động cơ. Tác giả cũng so sánh kết quả mô phỏng với thực nghiệm để đánh giá độ chính xác của mô hình và đề xuất các cải tiến kỹ thuật.