ỨNG DỤNG CÔNG CỤ SỐ ĐỂ ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH CHÁY CHO ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU KÉP BIODIESEL VÀ LNG

Tóm tắt

Nhiên liệu diesel sinh học (biodiesel) và khí tự nhiên (LNG) là hai ứng viên có nhiều triển vọng cho các mục tiêu ngắn và trung hạn của IMO. Động cơ nhiên liệu kép, chạy bằng LNG và phun mồi với một lượng nhỏ biodiesel, đã xuất hiện trong các phương tiện vận tải và phát điện trong lĩnh vực hàng hải như một giải pháp cực kỳ hấp dẫn do lượng khí thải thấp và tính linh hoạt của nhiên liệu. Tuy nhiên, các quy định về khí thải nghiêm ngặt hơn và yêu cầu khắt khe của thị trường đối với động cơ sử dụng nhiên liệu kép đòi hỏi thời gian phát triển động cơ ngày càng ngắn hơn. Trước mắt, các nghiên cứu thực nghiệm trên động cơ nhiên liệu kép là rất khó khả thi ở điều kiện Việt Nam do khó khăn trong tiếp cận động cơ thực cũng như chi phí thử nghiệm quá cao. Do đó, nghiên cứu mô phỏng số bằng các công cụ máy tính là phù hợp để hiểu rõ các đặc tính cháy và phát thải của động cơ nhiên liệu kép. Bài báo này tập trung vào xây dựng mô hình tính toán số dựa trên phần mềm Diesel RK để áp dụng cho bài toán động cơ nhiên liệu kép dựa trên động cơ mẫu Wärtsilä 6L20DF nhằm phân tích và đánh giá các đặc tính cháy như tốc độ giải phóng nhiệt và thời gian cháy trễ theo các thông số đặc tính phun nhiên liệu. Các kết quả thử nghiệm số đã cung cấp các hiểu biết quan trọng về mối quan hệ giữa đặc tính phun nhiên liệu và đặc tính cháy của động cơ nhiên liệu kép khi sử dụng biodiesel và LNG.

Title

THE NUMERICAL SIMULATION TO ANALYZE COMBUSTION CHARACTERISTICS OF DUAL FUEL ENGINE USING BIODIESEL AND LNG

Abstract

Biodiesel fuel and liquefied natural gas (LNG) are two promising candidates for IMO's short and medium term goals. The dual fuel engine, powered by LNG combined with biodiesel pilot injection, has appeared in marine transport vehicles as an extremely attractive solution due to its low emissions and fuel flexibility. However, stricter emissions regulations and market requirements for dual-fuel engines require increasingly shorter engine development times. In the short term, experimental studies on dual fuel engines are very difficult to do in Vietnam conditions due to the difficulty in accessing the real engine as well as the high cost of testing. Therefore, the numerical simulation is suitable to understand the combustion and emission characteristics of dual fuel engines. This paper focuses on building a numerical model based on Diesel RK software to apply to the problem of dual fuel engine based on Wärtsilä 6L20DF engine, in order to analyze combustion characteristics such as heat release rate and combustion delay time according to fuel injection characteristics parameters. The numerical test results have provided important insights into the relationship between fuel injection and combustion characteristics of dual fuel engines when using biodiesel and LNG.