Tối ưu hóa động cơ biogas hydrogen với hệ số tương đương và góc đánh lửa sớm

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỂ

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

CẤU TRÚC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Cơ cấu năng lượng toàn cầu trong chiến lược Net Zero

1.2. Hệ thống năng lượng tái tạo hybrid

1.3. Hệ thống năng lượng tái tạo hybrid điện mặt trời - sinh khối

1.4. Ảnh hưởng của hydrogen đến tính năng của động cơ

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TẠO HỖN HỢP VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ ĐÁNH LỬA CƯỜNG BỨC

2.1. Hệ phương trình cơ bản

2.2. Mô hình rơi

2.3. Mô hình cháy

2.4. Tính toán các đại lượng của quá trình cháy

2.5. Xác định vị trí màng lửa

2.6. Tốc độ màng lửa cháy tầng

2.7. Tốc độ cháy rơi

3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TẠO HỖN HỢP VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ PHUN NHIÊN LIỆU BIOGAS-HYDROGEN

3.1. Thiết lập mô hình

3.2. Xây dựng không gian tính toán và chia lưới

3.3. Trình tự thực hiện mô phỏng

3.4. Mô phỏng quá trình tạo hỗn hợp của động cơ

3.5. Diễn biến quá trình nạp

3.6. Ảnh hưởng của đường kính líp phun và áp suất phun

3.7. Ảnh hưởng của hàm lượng hydrogen

3.8. Ảnh hưởng của hàm lượng CH4 trong biogas

3.9. Ảnh hưởng của đường mở bướm ga

3.10. Giãn đế phun nhiên liệu biogas-hydrogen

3.11. Mô phỏng quá trình cháy và phát thải ô nhiễm của động cơ

3.12. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm

3.13. Ảnh hưởng của hệ số tương đương

3.14. Ảnh hưởng của thành phần biogas

3.15. Ảnh hưởng của hàm lượng hydrogen

3.16. Ảnh hưởng của tốc độ động cơ

3.17. Ảnh hưởng của chế độ tải

3.18. So sánh tính năng động cơ khi sử dụng biogas và biogas pha hydrogen

4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

4.1. Điều kiện điện tử vòi phun nhiên liệu biogas-hydrogen

4.2. Điều chỉnh góc đánh lửa sớm động cơ chạy bằng hỗn hợp biogas-hydrogen

4.3. Tốc độ cháy cháy tầng

4.4. Mô hình vật lý điều chỉnh góc đánh lửa sớm

4.5. Thiết lập ECU điều khiển động cơ biogas-hydrogen

4.6. Sơ đồ hệ thống cải tạo động cơ

4.7. Lắp đặt các bộ phận lên động cơ cải tạo

4.8. Nghiên cứu thực nghiệm

4.9. Chuẩn bị nhiên liệu

4.10. Bố trí hệ thống thí nghiệm

4.11. Trình tự thí nghiệm

4.12. Kết quả thí nghiệm

4.13. Điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu

4.14. Điều chỉnh góc đánh lửa sớm

4.15. Sơ đồ hệ thống tái động điều chỉnh hệ số tương đương và góc đánh lửa sớm động cơ biogas-hydrogen có thành phần thay đổi

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về động cơ biogas hydrogen

Động cơ biogas hydrogen đang trở thành một giải pháp tiềm năng trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng hiện nay. Việc tối ưu hóa động cơ này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Động cơ biogas thường hoạt động với nhiên liệu biogas, một nguồn năng lượng tái tạo, và khi kết hợp với hydrogen, hiệu suất có thể được cải thiện đáng kể. Theo nghiên cứu, việc điều chỉnh hệ số tương đương và góc đánh lửa sớm là hai yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất động cơ. Điều này không chỉ giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn mà còn giảm thiểu phát thải khí độc hại.

1.1. Tầm quan trọng của biogas và hydrogen

Biogas và hydrogen là hai nguồn năng lượng tái tạo quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm không khí. Biogas được sản xuất từ quá trình phân hủy chất hữu cơ, trong khi hydrogen có thể được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm điện phân nước. Việc sử dụng biogas và hydrogen trong động cơ không chỉ giúp giảm thiểu khí thải CO2 mà còn cải thiện hiệu suất động cơ. Nghiên cứu cho thấy rằng việc pha trộn hydrogen vào biogas có thể làm tăng năng lượng sạch, từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

II. Nguyên lý hoạt động của động cơ biogas hydrogen

Động cơ biogas hydrogen hoạt động dựa trên nguyên lý đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong buồng đốt. Hỗn hợp này bao gồm biogas và hydrogen, với tỷ lệ được điều chỉnh để đạt được hiệu suất tối ưu. Hệ số tương đương là một yếu tố quan trọng trong quá trình này, ảnh hưởng đến tỷ lệ không khí và nhiên liệu trong buồng đốt. Việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm cũng đóng vai trò quan trọng, giúp tối ưu hóa quá trình cháy và nâng cao hiệu suất động cơ. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh hai yếu tố này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất động cơ, đồng thời giảm thiểu phát thải khí độc hại.

2.1. Hệ số tương đương và góc đánh lửa

Hệ số tương đương là tỷ lệ giữa lượng nhiên liệu và không khí trong quá trình cháy. Việc điều chỉnh hệ số này giúp tối ưu hóa quá trình cháy, từ đó nâng cao hiệu suất động cơ. Góc đánh lửa sớm cũng là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến thời điểm bắt đầu quá trình cháy trong buồng đốt. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm có thể giúp cải thiện hiệu suất động cơ, đồng thời giảm thiểu phát thải khí độc hại. Việc tối ưu hóa hai yếu tố này là cần thiết để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả và bền vững.

III. Ứng dụng thực tiễn của động cơ biogas hydrogen

Động cơ biogas hydrogen có nhiều ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực giao thông và sản xuất năng lượng. Việc sử dụng động cơ này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm chi phí năng lượng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng động cơ biogas hydrogen có thể được áp dụng trong các phương tiện giao thông công cộng, xe tải và các thiết bị công nghiệp. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu khí thải mà còn tạo ra một nguồn năng lượng bền vững cho tương lai.

3.1. Lợi ích kinh tế và môi trường

Việc sử dụng động cơ biogas hydrogen mang lại nhiều lợi ích kinh tế và môi trường. Đầu tiên, nó giúp giảm chi phí nhiên liệu nhờ vào việc sử dụng nguồn năng lượng tái tạo. Thứ hai, động cơ này giúp giảm thiểu phát thải khí độc hại, từ đó cải thiện chất lượng không khí. Cuối cùng, việc áp dụng công nghệ này có thể tạo ra nhiều cơ hội việc làm trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, góp phần vào sự phát triển bền vững của xã hội.

Nâng cao hiệu quả động cơ biogas hydrogen qua điều chỉnh hệ số tương đương và góc đánh lửa sớm