Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của hệ thống tăng áp lên việc giảm phát thải và hiệu suất nhiệt trong quá trình đốt nhiên liệu kép Diesel/Khí tự nhiên
Tóm tắt
Đốt nhiên liệu kép, sử dụng đồng thời nhiên liệu có độ phản ứng cao và thấp, là một phương pháp đốt tiềm năng giúp giảm lượng phát thải oxit nitơ (NOx). Tuy nhiên, tổng lượng phát thải NOx trong khí thải bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi tỷ lệ không khí tổng thể (lambda) của hỗn hợp không khí-nhiên liệu. Do đó, điều kiện hỗn hợp nghèo là rất quan trọng cho việc phát thải NOx mặc dù điều kiện vận hành RCCI đã được áp dụng. Thêm vào đó, không chỉ việc giảm phát thải mà việc cải thiện hiệu suất toàn phần (BTE) cũng yêu cầu phải tăng áp suất tăng áp. Vì vậy, sự thay đổi áp suất tăng áp thông qua một hệ thống tăng áp điều khiển đã được đánh giá dưới điều kiện đốt nhiên liệu kép tổng quát và điều kiện RCCI sử dụng nhiên liệu diesel và khí tự nhiên trong khi theo dõi phát thải và BTE. Kết quả cho thấy áp suất tăng áp cao hơn có hiệu quả hơn trên điều kiện RCCI trong việc giảm phát thải NOx và nâng cao BTE cũng như hiệu suất hệ thống tăng áp với lượng carbon dioxide thấp hơn, so với điều kiện đốt nhiên liệu kép tổng quát. Đặc biệt, hiệu suất của bộ tăng áp trong quá trình đốt nhiên liệu kép cao hơn so với quá trình đốt nhiên liệu diesel đơn, liên quan đến thành phần của khí thải và nhiệt độ khí thải.
Từ khóa
#đốt nhiên liệu kép #phát thải NOx #hiệu suất toàn phần #áp suất tăng áp #hệ thống tăng áp #RCCITài liệu tham khảo
Aksu, C., Kawahara, N., Tsuboi, K., Kondo, M. and Tomita, E. (2016). Extension of PREMIER combustion operation range using split micro pilot fuel injection in a dual fuel natural gas compression ignition engine: A performance-based andvisual investigation. Fuel, 185, 243–253.
Bhagatwala, A., Sankaran, R., Kokjohn, S. and Chen, J. H. (2015). Numerical investigation of spontaneous flame propagation under RCCI conditions. Combustion and Flame 162, 9, 3412–3426.
Chu, S., Lee, J., Kang, J., Lee, Y. and Min, K. (2018). High load expansion with low emissions and the pressure rise rate by dual-fuel combustion. Applied Thermal Engineering, 144, 437–443.
Diesel Technology Forum (2021). “What is clean diesel?”. https://www.dieselforam.org/about-clean-diesel/what-is-clean-diesel
Heywood, J. (1988). Internal Combustion Engine Fundamentals. International editions. McGraw-Hill, New York, NY, USA.
Inagaki, K., Fuyuto, T., Nishikawa, K., Nakakita, K. and Sakata, I. (2006). Dual-fuel PCI combustion controlled by in-cylinder stratification of ignitability. SAE Paper No. 2006-01-0028.
Kokjohn, S. L., Hanson, R. M., Splitter, D. A. and Reitz, R. D. (2010). Experiments and modeling of dual-fuel HCCI and PCCI combustion using in-cylinder fuel blending. SAE Int. J. Engines 2, 2, 24–39.
Kokjohn, S., Reitz, R., Splitter, D. and Musculus, M. (2012). Investigation of fuel reactivity stratification for controlling PCI heat-release rates using high-speed chemiluminescence imaging and fuel tracer fluorescence. SAE Int. J. Engines 5, 2, 248–269.
Lee, J., Chu, S., Min, K., Kim, M., Jung, H., Kim, H. and Chi, Y. (2017a). Classification of diesel and gasoline dual-fuel combustion modes by the analysis of heat release rate shapes in a compression ignition engine. Fuel, 209, 587–597.
Lee, J., Chu, S., Kang, J., Min, K., Jung, H., Kim, H. and Chi, Y. (2017b). Operating strategy for gasoline/diesel dual-fuel premixed compression ignition in a light-duty diesel engine. Int. J. Automotive Technology 18, 6, 943–950.
Lee, J., Chu, S., Min, K., Jung, H., Kim, H. and Chi, Y. (2018). Experimental investigation of diesel/gasoline dual-fuel premixed compression ignition strategies for high thermal efficiency and high load extension. Proc. Institution of Mechanical Engineers, Part D: J. Automobile Engineering 232, 10, 1374–1384.
Lee, J., Lee, S., Kim, C. and Lee, S. (2020). Characteristic of energy fractions and emissions under natural gas/diesel dual-fuel heavy-duty engine in terms of the combustion parameters. Int. J. Automotive Technology 21, 1, 103–113.
Lee, S., Kim, C., Lee, S., Oh, S., Kim, J. and Lee, J. (2021). Characteristics of non-methane hydrocarbons and methane emissions in exhaust gases under natural-gas/diesel dual-fuel combustion. Fuel, 290, 120009.
Liu, J., Yang, F., Wang, H., Ouyang, M. and Hao, S. (2013). Effects of pilot fuel quantity on the emissions characteristics of a CNG/diesel dual fuel engine with optimized pilot injection timing. Applied Energy, 110, 201–206.
Nieman, D. E., Dempsey, A. B. and Reitz, R. D. (2012). Heavy-duty RCCI operation using natural gas and diesel. SAE Int. J. Engines 5, 2, 270–285.
Opat, R., Ra, Y., Krieger, R., Reitz, R. D., Foster, D. E., Durrett, R. P. and Siewert, R. M. (2007). Investigation of mixing and temperature effects on HC/CO emissions for highly dilute low temperature combustion in a light duty diesel engine. SAE Paper No. 2007-01-0193.
Papagiannakis, R. G. and Hountalas, D. T. (2004). Combustion and exhaust emission characteristics of a dual fuel compression ignition engine operated with pilot diesel fuel and natural gas. Energy Conversion and Management 45, 18–19, 2971–2987.
Papagiannakis, R. G., Hountalas, D. T. and Rakopoulos, C. D. (2007). Theoretical study of the effects of pilot fuel quantity and its injection timing on the performance and emissions of a dual fuel diesel engine. Energy Conversion and Management 48, 11, 2951–2961.
Splitter, D., Wissink, M., DelVescovo, D. and Reitz, R. (2014). Improving the understanding of intake and charge effects for increasing RCCI engine efficiency. SAE Int. J. Engines 1, 2, 913–927.
Turbocharging Efficiencies — Definitions and Guidelines for Measurement and Calculation (2007). The International Council on Combustion Engines, Recommendation, 27.
Walker, N. R., Wissink, M. L., DelVescovo, D. A. and Reitz, R. D. (2015). Natural gas for high load dual-fuel reactivity controlled compression ignition in heavy-duty engines. J. Energy Resources Technology 137, 4, 042202.