Scholar Hub/Chủ đề/#động cơ dual fuel/
Động cơ dual fuel là một loại động cơ sử dụng hai loại nhiên liệu khác nhau để hoạt động. Thông thường, động cơ dual fuel sẽ sử dụng một loại nhiên liệu chính (...
Động cơ dual fuel là một loại động cơ sử dụng hai loại nhiên liệu khác nhau để hoạt động. Thông thường, động cơ dual fuel sẽ sử dụng một loại nhiên liệu chính (thường là dầu diesel) và một loại nhiên liệu phụ (thường là khí tự nhiên hoặc khí công nghiệp). Khi hoạt động, động cơ có thể sử dụng nhiên liệu chính hoặc kết hợp cả hai loại nhiên liệu để tạo ra công suất động cơ. Sự sử dụng của động cơ dual fuel có thể giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải gây ô nhiễm so với động cơ chỉ sử dụng một loại nhiên liệu duy nhất.
Hơn nữa, động cơ dual fuel (hay còn gọi là động cơ kép nhiên liệu) hoạt động bằng cách kết hợp hai loại nhiên liệu khác nhau để tạo ra hiệu suất vận hành cao hơn và giảm thiểu khí thải ô nhiễm.
Trong một động cơ dual fuel, nhiên liệu chính thường là dầu diesel, trong khi nhiên liệu phụ có thể là khí đốt tự nhiên (CNG), khí propan, khí butan hoặc các loại khí khác. Động cơ được thiết kế để đảm bảo khả năng đốt cháy hiệu quả cả hai loại nhiên liệu trong hộp cháy.
Khi động cơ hoạt động, ban đầu, nhiên liệu chính (dầu diesel) được sử dụng để khởi động đốt cháy. Sau đó, khi đạt được điều kiện hoạt động tối ưu, nhiên liệu phụ (như CNG) được phun vào hạt nhiên liệu và tiếp tục đốt cháy để tạo ra công suất động cơ.
Thiết kế này giúp cải thiện hiệu quả đốt cháy, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm khí thải ô nhiễm, đặc biệt là khí thải carbon dioxide (CO2) và các chất gây ô nhiễm khác như hợp chất nitơ (NOx) hay hạt bụi.
Động cơ dual fuel cũng cung cấp sự linh hoạt trong việc chuyển đổi giữa các loại nhiên liệu, tùy thuộc vào sự hiện diện và tính sẵn có của từng loại nhiên liệu. Điều này giúp tăng tính khả dụng và đảm bảo ổn định trong việc vận hành động cơ.
Động cơ dual fuel hoạt động bằng cách sử dụng hệ thống tiêm nhiên liệu kép để phun nhiên liệu chính (dầu diesel) và nhiên liệu phụ (khí tự nhiên, chẳng hạn) vào hộp cháy. Một số nguyên tắc và thành phần quan trọng trong động cơ dual fuel bao gồm:
1. Hệ thống tiêm nhiên liệu: Động cơ dual fuel được trang bị các bộ phận tiêm nhiên liệu riêng biệt cho từng loại nhiên liệu. Mỗi loại nhiên liệu có hệ thống phun nhiên liệu độc lập để điều chỉnh lượng nhiên liệu cần thiết.
2. Bộ điều khiển động cơ (ECU): ECU là một bộ phận quan trọng trong động cơ dual fuel. Nó giám sát và điều khiển hệ thống tiêm nhiên liệu, đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp đúng cho từng loại nhiên liệu và điều chỉnh các thông số vận hành khác.
3. Hệ thống đốt cháy: Hộp cháy trong động cơ dual fuel được thiết kế để tối ưu hóa việc đốt cháy cả hai loại nhiên liệu. Điều này đảm bảo việc sử dụng nhiên liệu hiệu quả và giảm khả năng hình thành cặn bẩn.
4. Hệ thống kiểm soát nhiệt: Động cơ dual fuel cũng có hệ thống kiểm soát nhiệt độ để đảm bảo hoạt động ổn định và tối ưu hóa hiệu suất tổng thể của động cơ.
5. Hệ thống khởi động: Nguyên lý khởi động của động cơ dual fuel tương tự như động cơ diesel thông thường. Nhiên liệu diesel được sử dụng để tạo lửa ban đầu và tạo nhiệt để khởi động quá trình đốt cháy.
Động cơ dual fuel mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải, tăng cường sự linh hoạt và đảm bảo khả dụng toàn diện của hệ thống. Tuy nhiên, việc cấu hình và vận hành một động cơ dual fuel phức tạp hơn so với động cơ đơn nhiên liệu và yêu cầu kiến thức chuyên môn cao để thiết lập và duy trì.
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH NĂNG ĐỘNG CƠ DUAL FUEL BIOGAS-DIESELBài báo trình bày kết quả thực nghiệm tính năng công tác của động cơ dual fuel biogas diesel được cải tạo từ động cơ diesel Vikyno EV2600-NB. Kết quả cho thấy áp suất cực đại trong xi lanh cũng như công chỉ thị chu trình giảm khi giảm thành phần CH4 trong biogas hoặc/và khi tăng tốc độ động cơ. Ở chế độ tốc độ định mức, công chu trình của động cơ dual fuel biogas-diesel giảm 15% khi giảm hàm lượng CH4 trong biogas từ 80% xuống 60%. Công chỉ thị chu trình của động cơ dual fuel đạt giá trị cực đại khi hệ số tương đương của hỗn hợp đạt 1,1. Công suất cực đại của động cơ dual fuel biogas-diesel khi chạy bằng biogas chứa chứa 80% CH4 và 60% CH4 thấp hơn công suất định mức của động cơ diesel theo thứ tự 10% và 25%.
#biogas #vikyno #động cơ biogas #động cơ dual fuel #áp suất chỉ thị
So sánh các đặc trưng quá trình cháy động cơ dual fuel cung cấp syngas kiểu hút và kiểu phun trực tiếpPhun trực tiếp syngas vào xi lanh làm tăng khối lượng khí nạp mới, tạo phân lớp hỗn hợp trong buồng cháy, giúp cải thiện công suất động cơ so với trường hợp cung cấp hỗn hợp syngas-không khí chuẩn bị trước trên đường nạp. So với động cơ diesel, công suất động cơ dual fuel syngas giảm 41,53% và 30,17% tương ứng với hệ số tương đương f=0,6 và f=0,85 khi cung cấp nhiên liệu kiểu hút. Khi cung cấp syngas kiểu phun trực tiếp, công suất động cơ dual fuel có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời điểm bắt đầu phun. So với động cơ diesel, công suất động cơ dual fuel syngas giảm 25%, 21%, 17% và 13% tương ứng với thời điểm bắt đầu phun 55°TK, 65°TK, 75°TK và 85°TK khi phun trực tiếp syngas với áp suất phun 5 bar. Mức độ phát thải NOx của động cơ dual fuel syngas trong tất cả các trường hợp đều rất thấp, khoảng 100ppm. Áp suất phun 5 bar và bắt đầu phun trong kỳ nạp phù hợp với động cơ dual fuel syngas được cải tạo từ động cơ Vikyno RV165.
#Syngas #Năng lượng tái tạo #Khí hóa biomass #Động cơ Dual fuel #Phun trực tiếp
Mô phỏng phun trực tiếp hỗn hợp syngas-biogas-hydrogen có thành phần thay đổi vào buồng cháy động cơ dual fuelPhun trực tiếp thông qua hệ thống vòi phun kép cho phép nâng cao công suất động cơ dual fuel, cải thiện tính năng điều tốc, giúp động cơ có thể sử dụng hỗn hợp nhiên liệu khí syngas- biogas-hydrogen có thành phần thay đổi linh hoạt, phù hợp với hệ thống năng lượng tái tạo hybrid. Góc kết thúc phun được xác định theo công suất cực đại và tốc độ định mức của động cơ. Thành phần hỗn hợp được điều chỉnh bằng góc bắt đầu phun. Khi giảm áp suất phun từ 5 bar xuống 3 bar thì góc bắt đầu phun sớm hơn 20°TK và áp suất dư trong xi lanh giảm 0,1 bar. Khi động cơ chạy bằng syngas, để đạt được f=0,75 với áp suất phun 3,5 bar tại vị trí góc quay trục khuỷu 250°TK thì góc bắt đầu phun lần lượt là 80°TK, 50°TK và 25°TK ứng với tốc độ động cơ 2000 v/ph, 2400 v/ph và 2800 v/ph; Áp suất dư trong xi lanh lần lượt là 0,77 bar, 0,85 bar và 0,89 bar, tăng tương ứng 100%, 97% và 79% so với khi cung cấp nhiên liệu kiểu hút.
#Động cơ dual fuel #Phun trực tiếp nhiên liệu khí #Syngas #Biogas #Hydrogen
Ảnh hưởng của tia phun mồi diesel và thành phần nhiên liệu đến tính năng kỹ thuật và phát thải ô nhiễm của động cơ dual fuel biogas-hydrogenTrong động cơ dual fuel chạy bằng hỗn hợp nhiên liệu biogas-hydrogen NOx hình thành chủ yếu ở khu vực đang phản ứng của hỗn hợp nhiên liệu khí, bồ hóng hình thành ở khu vực cháy khuếch tán của tia diesel còn CO hình thành trong vùng khí đã cháy có nồng độ nhiên liệu cao. Hydrogen pha vào biogas giúp cải thiện công chỉ thị chu trình, giảm nồng độ CO nhưng ít ảnh hưởng đến nồng độ bồ hóng và làm tăng nồng độ NOx trong khí thải. Xu hướng ảnh hưởng của CH4 trong biogas đến Wi và phát thải ô nhiễm cũng tương tự như hydrogen nhưng khác biệt về mức độ liên quan đến chênh lệch về tốc độ cháy. Khi tăng lượng diesel của tia phun mồi thì công chỉ thị chu trình và nhiệt độ cháy ít bị ảnh hưởng tuy nhiên nồng độ CO và bồ hóng tăng đáng kể. Cùng chế độ vận hành và hệ số tương đương thì phương thức đánh lửa cưỡng bức có lợi hơn phương thức đánh lửa dual fuel cả về tính năng kỹ thuật lẫn mức độ phát thải ô nhiễm.
#Nhiên liệu tái tạo #Biogas #Hydrogen #động cơ dual fuel #phát thải ô nhiễm
PHÂN TÍCH BIẾN THIÊN ÁP SUẤT TRONG ĐỘNG CƠ DUAL FUEL BIOGAS-DIESEL CHO BỞI MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆMBài báo trình bày kết quả phân tích biến thiên áp suất trong xi lanh động cơ cho bởi mô phỏng và thực nghiệm trên động cơ dual fuel biogas-diesel được cải tạo từ động cơ diesel Vikyno EV2600-NB. Mô phỏng được thực hiện nhờ phần mềm FLUENT. Thực nghiệm được tiến hành trên băng thử động cơ AVL. Kết quả cho thấy công chỉ thị chu trình của động cơ cho bởi mô phỏng lớn hơn công chỉ thị chu trình thực nghiệm khoảng 8% trong phạm vi tốc độ động cơ từ 1000 vòng/phút đến 2000 vòng/phút. Công chỉ thị chu trình của động cơ cho bởi mô phỏng đạt giá trị cực đại khi =1 trong khi đó công chỉ thị chu trình cho bởi thực nghiệm đạt giá trị cực đại khi =1,1. Ở tốc độ định mức, công suất có ích của động cơ dual fuel thấp hơn công suất có ích của động cơ diesel nguyên thủy 12% khi chạy bằng biogas chứa 80% CH4 và 25% khi chạy bằng biogas chứa 60% CH4.
#động cơ biogas #động cơ dual-fuel #năng lượng tái tạo #áp suất buồng cháy #CFD
Đặc tính quá trình cháy động cơ dual fuel phun trực tiếp hỗn hợp syngas-biogasPhun trực tiếp syngas qua hệ thống vòi phun kép cho phép động cơ dual fuel sử dụng hỗn hợp nhiên liệu syngas-biogas có thành phần thay đổi linh hoạt. Áp suất phun ít ảnh hưởng đến các đặc trưng quá trình cháy. So với công suất khi chạy bằng diesel, công suất động cơ dual fuel Vikyno RV165 phun trực tiếp nhiên liệu khí lớn hơn 8,36% khi chạy bằng biogas, nhưng nhỏ hơn 25% khi chạy bằng syngas. Công suất động cơ và nồng độ NOx tăng theo hệ số tương đương của hỗn hợp không khí - nhiên liệu. Khi động cơ dual fuel chạy bằng hỗn hợp 50% syngas và 50% biogas ở tốc độ 2400v/ph thì công suất động cơ lần lượt đạt 8,82kW, 9,33kW và 10,18kW, nồng độ NOx lần lượt đạt 1398ppm, 1719ppm và 1975ppm tương ứng với hệ số tương đương f=0,65; f=0,72 và f=0,8.
#Syngas #biogas #năng lượng tái tạo #động cơ dual fuel #phun trực tiếp
Phát triển phương pháp đo hệ số tương đương của động cơ dual fuel biogas dieselHệ thống đo hệ số tương đương của động cơ dual fuel biogas diesel được lắp đặt với 2 cảm biến lưu lượng kiểu sợi nóng của động cơ ô tô. Mối quan hệ giữa hệ số phi thực tế nhận được nhờ phân tích khí sau bộ tạo hỗn hợp và tỉ số điện áp đầu ra của hai cảm biến cho phép ta xác định được hệ số chuẩn của hệ thống đo phi. Hệ số tương đương phi phụ thuộc nhiều vào độ mở bướm ga và thành phần CH4 trong biogas nhưng ít phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Công suất có ích cực đại của động cơ đạt được ứng với thành phần hỗn hợp hơi giàu. Giá trị phi ứng với công suất có ích cực đại dịch chuyển dần về phía phi=1 khi hàm lượng CH4 trong biogas tăng. Phương pháp đo phi của công trình này có thể được áp dụng để thiết kế hệ thống điều khiển tự động động cơ dual fuel biogas diesel.
#biogas #biogas-diesel #động cơ #phương pháp đo #hệ số tương đương
Mô phỏng sự bay hơi của tia nhiên liệu phun mồi trong động cơ dual fuel biogas-dieselQuá trình bay hơi của tia nhiên liệu diesel trong môi trường hỗn hợp không khí-biogas được mô phỏng nhờ phần mềm CFD FLUENT. Kết quả cho thấy khi phun diesel trong cùng điều kiện nhiệt độ, bay hơi của tia trong môi trường không khí gần với bay hơi của nó trong môi trường CO2 ở áp suất thấp nhưng gần với bay hơi trong môi trường CH4 ở điều kiện áp suất cao. Trong môi trường hỗn hợp không khí-biogas, bay hơi của tia phun diesel phụ thuộc vào tỉ lệ CH4/CO2 trong nhiên liệu. Trong cùng điều kiện phun và thành phần khí trong hỗn hợp, bay hơi của tia diesel giảm khi áp suất buồng cháy tăng nhưng tăng mạnh khi tăng nhiệt độ của hỗn hợp trong buồng cháy. Cùng một lượng phun diesel cung cấp vào buồng cháy, khi tăng lưu lượng phun thì tốc độ bay hơi của hạt nhiên liệu diesel tăng.
Nghiên cứu sự phát triển tia phun diesel trong buồng cháy động cơ Dual Fuel Biogas – Diesel với thành phần CH4 khác nhauQuá trình bay hơi của tia nhiên liệu diesel trong môi trường hỗn hợp không khí-biogas được mô phỏng nhờ phần mềm CFD FLUENT. Kết quả cho thấy khi phun diesel trong cùng điều kiện nhiệt độ, bay hơi của tia trong môi trường không khí gần với bay hơi của nó trong môi trường CO2 ở áp suất thấp, nhưng gần với bay hơi trong môi trường CH4 ở điều kiện áp suất cao. Trong môi trường hỗn hợp không khí-biogas, bay hơi của tia phun diesel phụ thuộc vào tỉ lệ CH4/CO2 trong nhiên liệu. Trong cùng điều kiện phun và thành phần khí trong hỗn hợp, bay hơi của tia diesel giảm khi áp suất buồng cháy tăng, nhưng tăng mạnh khi tăng nhiệt độ của hỗn hợp trong buồng cháy. Cùng một lượng phun diesel cung cấp vào buồng cháy, khi tăng lưu lượng phun thì tốc độ bay hơi của hạt nhiên liệu diesel tăng. Do đó, để cải thiện quá trình bay hơi và đánh lửa của động cơ dual fuel biogas-diesel chúng ta nên rút ngắn thời gian nhưng tăng lưu lượng phun.
#Biogas-diesel dual fuel engine #diesel injection #vaporization of diesel jet #injection simulation #CFD
