XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TỐI ƯU CỦA ĐỘNG CƠ BIOGAS
ĐƯỢC CẢI TẠO TỪ ĐỘNG CƠ DIESEL BẰNG MÔ HÌNH VÀ THỰC NGHIỆM
GATEC
Sử dụng biogas để chạy máy phát điện ở nông thôn là giải pháp hiệu quả để tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường. Do các động cơ truyền thống sử dụng để kéo máy phát điện hiện nay rất đa dạng nên khi chuyển đổi chúng sang chạy bằng biogas cần được nghiên cứu xác định các thông số cơ bản tối ưu để đảm bảo tính năng của động cơ khi làm việc với biogas.
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu mô hình hóa và thực nghiệm động cơ ZH115 được chuyển sang chạy bằng biogas. Mô hình hóa được thực hiện nhờ hỗ trợ của phần mềm động học chất lỏng FLUENT. Thực nghiệm được tiến hành trên băng thử công suất kiểu thủy lực FROUDE.
Kết quả cho thấy việc làm tăng thành phần CH4 trong biogas đòi hỏi công đoạn lọc CO2 phức tạp và tốn kém. Mặt khác công suất cực đại của động cơ không thay đổi lớn khi tăng thành phần CH4 trong biogas. Vì vậy trong các trường hợp sử dụng thông thường với nguồn biogas cung cấp tại chỗ, chúng ta không cần phải lọc CO2
So sánh đường đặc tính ngoài của động cơ chạy bằng diesel trước khi cải tạo và sau khi cải tạo chạy bằng LPG và chạy bằng biogas với tỷ số nén và góc đánh lửa sớm khác nhau cho thấy khi động cơ làm việc với tỷ số nén e=10 và với biogas chứa 60% CH4 thì công suất giảm 20% ở tốc độ định mức 2200 vòng/phút. Tuy nhiên, với cùng nhiên liệu biogas này, nếu sử dụng tỉ số nén 12 và góc đánh lửa sớm 37% thì công suất cực đại động cơ biogas xấp xỉ công suất động cơ diesel trước khi cải tạo ở tốc độ định mức. Kết quả tương tự được thể hiện trên đồ thị biến thiên moment theo tốc độ động cơ.
Vì vậy có thể nói khi chuyển động cơ diesel thành động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức nếu chọn tỉ số nén và góc đánh lửa sớm phù hợp, động cơ có thể giữ được công suất định mức khi làm việc với biogas nghèo.
Kết quả nghiên cứu mô phỏng
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
Video mô phỏng quá trình cháy
