Mô phỏng đặc trưng quá trình cháy động cơ Dual Fuel sử dụng Syngas-Biogas-Hydrogen
Email:
nttxuan@dut.udn.vn
Từ khóa:
Động cơ dual fuel, Phun trực tiếp syngas-biogas-hydrogen, Nhiên liệu tái tạo, Năng lượng tái tạo, Phát thải ròng bằng 0
Tóm tắt
Việc phối hợp sử dụng syngas, biogas và hydrogen trên động cơ đốt trong là giải pháp hữu hiệu góp phần thực hiện chuyển đổi năng lượng tại Việt Nam. Bài báo nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp cung cấp hỗn hợp nhiên liệu khí syngas-biogas-hydrogen tương ứng 40-30-30% thể tích đến tính năng của động cơ dual fuel Vikyno RV165. Khi động cơ chạy ở tốc độ 2400 vòng/phút với phương pháp cấp nhiên liệu kiểu hút, công suất động cơ dual fuel giảm 14% so với động cơ diesel. Nếu phun trực tiếp nhiên liệu với góc bắt đầu phun 1000TK, mức giảm công suất lần lượt 2,5% và 9,1% tương ứng với áp suất phun 3 bar và 8 bar. Nếu góc bắt đầu phun muộn hơn, công suất động cơ cũng như nồng độ NOx trong khí thải có xu hướng tăng. Với áp suất phun 3 bar, nếu bắt đầu phun ở 850TK thì mức giảm công suất là 11%, nhưng nếu bắt đầu phun ở 1850TK thì công suất động cơ dual fuel tăng 9% so với động cơ diesel. Nồng độ NOx trong khí thải lần lượt là 1423ppm, 1176ppm và 874ppm tương ứng với các trường hợp góc bắt đầu phun 1850TK, 1000TK và 850TK.Tài liệu tham khảo
[1]. Bùi Văn Ga, Võ Anh Vũ, Nguyễn Văn Phụng, Triệu Đức Tông, Lê Ngọc Đức, Nguyễn Minh Tú, Trần Đình Quang, Nguyễn Văn Thức, So sánh mô phỏng và thực nghiệm khí hóa RDF từ chất thải răn ở nông thôn, Tạp chí Khoa học và Công nghệ-Đại học Đà Nẵng, 21 (2023) 78-83.
[2]. D. A. S Andriatoavina, D. Ali Hamada Fakra, N.A.M. Nany Razafindralambo, J. P Praene, J. M. Michel Andriamampianina, Potential of fueling spark-ignition engines with syngas or syngas blends for power generation in rural electrification: A short review and S.W.O.T. analysis, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 47 (2021) 101510. https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101510.
[3]. P. Richard Bates and Klaus Dölle, Syngas Use in Internal Combustion Engines-A Review, Advances in Research 10 (2017). https://doi.org/ 10.9734/AIR/2017/32896
[4]. C. Caligiuria, M. Renzi, Combustion modelling of a dual fuel diesel- producer gas compression ignition engine, Energy Procedia, 142 (2017) 1395-1400. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.12.525.
[5]. A. Paykani, H. Chehrmonavari, A. Tsolakis, T. Alger, F. William Northrop, D. Rolf Reitz, Synthesis gas as a fuel for internal combustion engines in transportation, Progress in Energy and Combustion Science, 90 (2022) 100995. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2022.100995.
[6]. J.M. Paredes, A. Lara, J. Martínez, LIFE B2E4SustWWTP New concept for energy self-sustainable wastewater treatment process and biosolids management, Deliverable: Technical report for syngas engine tests, Project Funded by the European Commission under the LIFE Framework Programme, Grant Agreement LIFE16 ENV/GR/000298 2018. https://www.biosolids2energy.eu/files/biosolids/deliverables/A.1.4.pdf.
[7]. A. Pradhan, P. Baredar, A. Kumar, Syngas as an alternative fuel used in internal combustion engines: A review, Journal of Pure and Applied Science & Technology, 5.2 (2015) 51-66. https://nlss.org.in/wp-content/uploads/2015/07/JPAST-Jul-15-Paper-7-p-51-66.pdf.
[8]. Bùi Văn Ga, Phạm Quốc Thái, 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-hydrogen, Tạp chí Khoa học và Công nghệ-Đại học Đà Nẵng, 18 (2020) 1-7.
[9]. N. Indrawan, S. Thapa, PR Bhoi, RL Huhnke, A. Kumar, Engine power generation and emission performance of syngas generated from low-density biomass, Energy Conversion and Management, 148 (2017) 593-603. https://doi.org//10.1016/j.enconman.2017.05.066.
[10]. Singh H, Mohapatra SK. Production of producer gas from sugarcane bagasse and carpentry waste and its sustainable use in a dual fuel ci engine: a performance, emission, and noise investigation. J Energy Inst, 91 (2018) 43-54. https://doi.org/10.1016/j.joei.2016.11.002.
[11]. Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Nguyễn Văn Đông, Bùi Văn Hùng, Phùng Minh Tùng, Điều chỉnh hệ số tương đương của động cơ chạy bằng hỗn hợp biogas-syngas-hydrogen trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 20 (2022) 50-57.
[12]. Bùi Thị Minh Tú, Bùi Văn Ga, Cao Xuân Tuấn, Võ Anh Vũ, Thành phần nhiên liệu và góc đánh lửa sớm tối ưu của động cơ sử dụng hỗn hợp syngas-biogas-hydrogen, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 20 (2022) 40-46.
[13]. Bùi Văn Ga, Nguyễn Văn Đông, Cao Xuân Tuấn, Võ Anh Vũ, Mô phỏng quá trình cung cấp nhiên liệu linh hoạt syngas-biogas-hydrogen cho động cơ tính tại đánh lửa cưỡng bức, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 20 (2022) 17-23.
[14]. Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Lê Minh Tiến, Bùi Văn Hùng, Nguyễn Lê Châu Thành, Điều chỉnh góc đánh lửa sớm động cơ chạy bằng hỗn hợp biogas-syngas-hydrogen trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 20 (2022) 1-6.
[15]. Bùi Văn Ga, Nguyễn Thị Thanh Xuân, Bùi Thị Minh Tú, Mô phỏng phun trực tiếp hỗn hợp syngas-biogas-hydrogen có thành phần thay đổi vào buồng cháy động cơ dual fuel, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 21 (2023) 68-74.
[16]. M. Fiore, V. Magi, A. Viggiano, Internal combustion engines powered by syngas: A review, Applied Energy, 276 (2020) 115415. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115415
[17]. Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Hồ Trần Ngọc Anh, So sánh các đặc trưng quá trình cháy động cơ dual fuel cung cấp syngas kiểu hút và kiểu phun, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 21 (2023) 45-51.
[18]. Van Ga Bui, Thi Minh Tu Bui, Van Nam Tran, Zuohua Huang, Anh Tuan Hoang, Wieslaw Tarelko, Van Hung Bui, Xuan Mai Pham, Phuoc Quy Phong Nguyen, Flexible syngas-biogas-hydrogen fueling spark-ignition engine behaviors with optimized fuel compositions and control parameters, International Journal of Hydrogen Energy, 48 (2023) 6722-6737. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.09.133
[19]. V.G. Bui, V.N. Tran, V.D. Nguyen, Q.T. Nguyen, T.T. Huynh, Octane number stratified mixture preparation by gasoline–ethanol dual injection in SI engines, International Journal of Environmental Science and Technology 16 (2018) 3021. https://doi.org/10.1007/s13762-018-1942-1
[2]. D. A. S Andriatoavina, D. Ali Hamada Fakra, N.A.M. Nany Razafindralambo, J. P Praene, J. M. Michel Andriamampianina, Potential of fueling spark-ignition engines with syngas or syngas blends for power generation in rural electrification: A short review and S.W.O.T. analysis, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 47 (2021) 101510. https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101510.
[3]. P. Richard Bates and Klaus Dölle, Syngas Use in Internal Combustion Engines-A Review, Advances in Research 10 (2017). https://doi.org/ 10.9734/AIR/2017/32896
[4]. C. Caligiuria, M. Renzi, Combustion modelling of a dual fuel diesel- producer gas compression ignition engine, Energy Procedia, 142 (2017) 1395-1400. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.12.525.
[5]. A. Paykani, H. Chehrmonavari, A. Tsolakis, T. Alger, F. William Northrop, D. Rolf Reitz, Synthesis gas as a fuel for internal combustion engines in transportation, Progress in Energy and Combustion Science, 90 (2022) 100995. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2022.100995.
[6]. J.M. Paredes, A. Lara, J. Martínez, LIFE B2E4SustWWTP New concept for energy self-sustainable wastewater treatment process and biosolids management, Deliverable: Technical report for syngas engine tests, Project Funded by the European Commission under the LIFE Framework Programme, Grant Agreement LIFE16 ENV/GR/000298 2018. https://www.biosolids2energy.eu/files/biosolids/deliverables/A.1.4.pdf.
[7]. A. Pradhan, P. Baredar, A. Kumar, Syngas as an alternative fuel used in internal combustion engines: A review, Journal of Pure and Applied Science & Technology, 5.2 (2015) 51-66. https://nlss.org.in/wp-content/uploads/2015/07/JPAST-Jul-15-Paper-7-p-51-66.pdf.
[8]. Bùi Văn Ga, Phạm Quốc Thái, 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-hydrogen, Tạp chí Khoa học và Công nghệ-Đại học Đà Nẵng, 18 (2020) 1-7.
[9]. N. Indrawan, S. Thapa, PR Bhoi, RL Huhnke, A. Kumar, Engine power generation and emission performance of syngas generated from low-density biomass, Energy Conversion and Management, 148 (2017) 593-603. https://doi.org//10.1016/j.enconman.2017.05.066.
[10]. Singh H, Mohapatra SK. Production of producer gas from sugarcane bagasse and carpentry waste and its sustainable use in a dual fuel ci engine: a performance, emission, and noise investigation. J Energy Inst, 91 (2018) 43-54. https://doi.org/10.1016/j.joei.2016.11.002.
[11]. Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Nguyễn Văn Đông, Bùi Văn Hùng, Phùng Minh Tùng, Điều chỉnh hệ số tương đương của động cơ chạy bằng hỗn hợp biogas-syngas-hydrogen trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 20 (2022) 50-57.
[12]. Bùi Thị Minh Tú, Bùi Văn Ga, Cao Xuân Tuấn, Võ Anh Vũ, Thành phần nhiên liệu và góc đánh lửa sớm tối ưu của động cơ sử dụng hỗn hợp syngas-biogas-hydrogen, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 20 (2022) 40-46.
[13]. Bùi Văn Ga, Nguyễn Văn Đông, Cao Xuân Tuấn, Võ Anh Vũ, Mô phỏng quá trình cung cấp nhiên liệu linh hoạt syngas-biogas-hydrogen cho động cơ tính tại đánh lửa cưỡng bức, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 20 (2022) 17-23.
[14]. Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Lê Minh Tiến, Bùi Văn Hùng, Nguyễn Lê Châu Thành, Điều chỉnh góc đánh lửa sớm động cơ chạy bằng hỗn hợp biogas-syngas-hydrogen trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 20 (2022) 1-6.
[15]. Bùi Văn Ga, Nguyễn Thị Thanh Xuân, Bùi Thị Minh Tú, Mô phỏng phun trực tiếp hỗn hợp syngas-biogas-hydrogen có thành phần thay đổi vào buồng cháy động cơ dual fuel, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 21 (2023) 68-74.
[16]. M. Fiore, V. Magi, A. Viggiano, Internal combustion engines powered by syngas: A review, Applied Energy, 276 (2020) 115415. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115415
[17]. Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Hồ Trần Ngọc Anh, So sánh các đặc trưng quá trình cháy động cơ dual fuel cung cấp syngas kiểu hút và kiểu phun, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 21 (2023) 45-51.
[18]. Van Ga Bui, Thi Minh Tu Bui, Van Nam Tran, Zuohua Huang, Anh Tuan Hoang, Wieslaw Tarelko, Van Hung Bui, Xuan Mai Pham, Phuoc Quy Phong Nguyen, Flexible syngas-biogas-hydrogen fueling spark-ignition engine behaviors with optimized fuel compositions and control parameters, International Journal of Hydrogen Energy, 48 (2023) 6722-6737. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.09.133
[19]. V.G. Bui, V.N. Tran, V.D. Nguyen, Q.T. Nguyen, T.T. Huynh, Octane number stratified mixture preparation by gasoline–ethanol dual injection in SI engines, International Journal of Environmental Science and Technology 16 (2018) 3021. https://doi.org/10.1007/s13762-018-1942-1
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
30/10/2023
Nhận bài sửa
08/01/2024
Chấp nhận đăng
25/01/2024
Xuất bản
15/02/2024
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Bùi Văn, G., Nguyễn Thị Thanh, X., Nguyễn Quang, T., & Đỗ Phú, N. (1707930000). Mô phỏng đặc trưng quá trình cháy động cơ Dual Fuel sử dụng Syngas-Biogas-Hydrogen. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 75(2), 1213-1226. https://doi.org/10.47869/tcsj.75.2.1
Số lần xem tóm tắt
101
Số lần xem bài báo
39
