Nghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủy

56 12 0
  • Loading ...
1/56 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 25/11/2016, 10:29

Nghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủyNghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủyNghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủyNghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủyNghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủy TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA MÁY TÀU BIỂN THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BỘ GIỚI HẠN LƯỢNG NHIÊN LIỆU CẤP ĐỂ CẢI THIỆN QUÁ TRÌNH CHUYỂN TIẾP CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY Chủ nhiệm đề tài: Ths TRẦN VĂN THẮNG Thành viên tham gia: TS NGÔ NGỌC LÂN Th.S ĐOÀN VĂN CẢNH Hải Phòng, tháng 5/ 2016 Mục lục MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu 2 Mục đích nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Chương TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHUYỂN TIẾP CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY 1.1 Các trình chuyển tiếp chủ yếu động Diesel 1.2 Các phương pháp cải thiện trình chuyển tiếp 1.3 Kết luận chương 14 Chương XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY 15 2.1 Xây dựng mô hình động Diesel có tăng áp tuabin khí xả 15 2.2 Mô động Diesel tàu thủy có tăng áp 30 2.3 Kết luận chương 35 Chương XÂY DỰNG BỘ GIỚI HẠN NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 Kết luận 53 Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Thời gian làm việc động Diesel chế độ chuyển tiếp đáng kể tuỳ theo tính chất phụ tải lĩnh vực sử dụng Nghiên cứu chế độ chuyển tiếp giải pháp nâng cao chất lượng trình chuyển tiếp ngày nhiều nhà nghiên cứu sản xuất động quan tâm Trong thập niên gần đây, quy định phát xạ từ khí xả nồng độ chất khí xả ngày nghiêm ngặt Chính điều định hướng nghiên cứu cho nhà sản xuất động Đối với động Diesel, việc nghiên cứu chủ yếu tập trung vào vào việc giảm lượng khí oxit nitơ (NO x) hạt vật chất (PM) khí xả Lý mức độ độc tính hạt nano khí xả động Diesel thường cao nhiều so với kiểu động khác Để thực thi mục tiêu này, nhà sản xuất sử dụng loạt giải pháp như: hệ thống hoàn lưu khí xả (EGR), sử dụng lọc chứa chất xúc tác chọn lọc (SCR), sử dụng động có nhiều xupap mà thay đổi thời điểm đóng mở, sử dụng tuabin tăng áp thay đổi kết cấu hình học (VGT), hệ thống sử lí khí xả bên động với việc sử dụng bẫy hạt hợp chất gốc urê giải pháp sử dụng để giảm ô nhiễm suất tiêu hao nhiên liệu Hơn nữa, lượng khí thải carbon dioxide (CO2) liên quan mật thiết tới nóng lên trái đất Việc giới hạn CO2 đạt thông qua việc sử dụng nhiên liệu kinh tế nhiên liệu sinh học Việc giải toán liên quan đến trình chuyển tiếp động Diesel tàu thủy công việc phức tạp, liên quan đến nhiều thông số trạng thái làm việc động Nhưng ngày nay, giúp đỡ tin học, công việc trở nên dễ dàng hơn, nữa, xây dựng mô hình toán học động Diesel cho phép ta mô trạng thái làm việc khả chuyển đổi trạng thái làm việc Qua cho phép ta mô thay đổi trình chuyển tiếp động can thiệp vào trình chuyển tiếp Vì vậy, nhóm tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu xây dựng giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện trình chuyển tiếp động Diesel tàu thủy” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu làm việc động Diesel trình chuyển tiếp Nghiên cứu dạng trình chuyển tiếp động Diesel Nghiên cứu giải pháp cải thiện trình chuyển tiếp động Diesel tàu thủy Xây dựng giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện trình chuyển tiếp cho động Diesel tàu thủy Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài động Diesel tàu thủy làm việc chế độ chuyển tiếp Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu chế độ chuyển tiếp động Diesel tàu thủy, giải pháp cải thiện trình chuyển tiếp động Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết trình chuyển tiếp động Diesel tàu thủy, từ thiết lập mô hình toán cho động Diesel tàu thủy có tăng áp tuabin khí xả Xây dựng mô cho động Diesel tàu thủy có tăng áp tuabin khí xả Xây dựng giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện trình chuyển tiếp cho động Diesel tàu thủy Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học đề tài: Xây dựng mô hình toán học cho động Diesel tàu thủy có tăng áp Mô thành công động Diesel tàu thủy tăng áp tuabin khí xả máy tính Trên sở xây dựng mô hình toán cho động Diesel tàu thủy, từ cho phép mô tối ưu hóa hệ thống điều kiện khai thác cụ thể Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Đề tài góp phần giải vấn đề cấp bách cải thiện trình chuyển tiếp động Diesel tàu thủy Từ định hướng cho nhà nghiên cứu, nhà sản xuất người sử dụng động nhằm giảm thiểu tác động xấu trình chuyển tiếp như: ô nhiểm môi trường, suất tiêu hao nhiên liệu, độ bền tính tin cậy động Ngoài ra, nội dung đề tài làm tài liệu tham khảo cho sinh viên, kĩ sư, nhà nghiên cứu… Chương TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHUYỂN TIẾP CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY 1.1 Các trình chuyển tiếp chủ yếu động Diesel Khi chuyển chế độ làm việc động từ chế độ ổn định sang chế độ ổn định khác phải vượt qua chế độ trung gian, chế độ chuyển tiếp 1.1.1 Quá trình đóng ngắt tải đột ngột Trong trình đóng ngắt tải đột ngột mô men cản động tăng giảm nhanh làm cho vòng quay hệ trục thay đổi với nhịp độ lớn Nhịp độ thay đổi vòng quay hệ trục nhiều yếu tố, chủ yếu việc điều chỉnh điều tốc hay việc điều khiển lượng cấp nhiên liệu định Đóng hay ngắt tải tiến hành vòng quay gần vòng quay định mức vòng quay nhỏ n δ φ Ψ Tđc t Hình 1.1 Quá trình chuyển tiếp đóng tải đột ngột n t Hình 1.2 Quá trình chuyển tiếp ngắt tải đột ngột 1.1.2 Quá trình tăng tốc Quá trình tăng tốc động kèm theo tăng đồng thời vòng quay hệ trục tăng mô men quay động Tăng tốc diễn theo quy luật thay đổi vòng quay mô men khác Chế độ tăng tốc diễn sau: Tăng tốc từ vòng quay nhỏ tới vòng quay lớn ứng với chế độ không tải; Tăng tốc từ vòng quay nhỏ tới vòng quay lớn ứng với chế độ đầy tải Sau tăng tốc vòng quay tải giảm xuống Trong thời gian tăng tốc, mô men quay động dùng để thắng lực cản chuyển động động gia tốc vòng quay hệ trục Mô men quay động lớn mô men tương ứng với đặc tính giới hạn, điều làm xấu tiêu kinh tế, tính tin cậy động tăng độc tố khí xả 1.1.3 Quá trình thay đổi tải có tính chu kì Trong trình có thay đổi mô men cản vòng quay hệ trục, lượng nhiên liệu cấp cho chu trình thông số khác động có tính chu kì Sự thay đổi thông số không phụ thuộc vào phụ tải mà phụ thuộc vào kết cấu tình trạng kĩ thuật động Chế độ tải đa số phương tiện chế độ có tính chu kì, có dạng hàm điều hòa với biên độ lặp lặp lại từ chu kì đến chu kì khác Khi động làm việc trình tỷ số lượng nhiên liệu không khí cấp cho chu trình, nhiệt độ thành buồng cháy, chất lượng trình cháy bị xấu so với chế độ ổn định, giảm tính kinh tế, tính tin cậy tăng độc tố khí xả 1.1.4 Đảo chiều quay động Đảo chiều quay trục khuỷu động nhằm mục đích thay đổi hướng chuyển động tàu hay tăng tốc độ dừng tàu, trường hợp này, chế độ làm việc động chế độ chuyển tiếp Quá trình thay đổi chiều chuyển động tàu lúc manơ trình hệ động lực công tác trạng thái không ổn định đặc trưng không cân lượng nhận thoát thể qua: Sự không cân mômen phát động động mômen cản tiêu thụ chân vịt; Sự cân lực đẩy lực cản; Sự cân tổ hợp tuabin – máy nén; Sự cân lượng nhiệt cấp vào phía thành vách xylanh lượng nhiệt nước mát mang Quá trình thay đổi chiều chuyển động tàu thực qua việc dừng, đảo chiều, khởi động cho động hoạt động chiều quay 1.2 Các phương pháp cải thiện trình chuyển tiếp Các động Diesel ngày bờ tàu thuỷ đại đa số trang bị tuabin tăng áp khí xả đặc điểm trội công suất lớn, giảm suất tiêu hao nhiên liệu … Các động bộc lộ nhiều hạn chế cố hữu trình gia tốc chậm, khói đen tăng tốc, độ ồn cao…Độ trễ tuabin tăng áp đặc trưng động có tăng áp tuabin khí xả mà ảnh hưởng lớn tới hoạt động động Diesel chế độ chuyển tiếp Độ trễ tổ hợp tuabin tăng áp nguyên nhân bơm cao áp đáp ứng nhanh để tăng nhiên liệu tải tốc độ đặt tăng lên Lượng không khí cần thiết tức thời tăng lên cách tương ứng, mà tăng lên sau thời gian định phụ thuộc vào quán tính hệ thống, tượng biểu hịên rõ chế độ tải thấp tốc độ thấp Do vậy, hệ số dư lượng không khí giai đoạn đầu trình chuyển tiếp có giá trị thấp, chí nhỏ Quá trình cháy xấu dẫn đến đáp ứng động chậm, sụt tốc, khói đen độ ồn cao 1.2.1 Phương pháp phun khí nén Ở giai đoạn đầu tải tốc độ đặt tăng lên, trễ tuabin – máy nén tăng áp mà áp suất khí nạp chưa kịp tăng, dẫn đến hệ số dư lượng không khí α giảm, trình cháy Để cải thiện đáp ứng chuyển tiếp động cơ, sử dụng giải pháp phun không khí nén tích trữ bình chứa vào máy nén tăng áp, bầu góp khí nạp bánh cánh tua bin Việc phun không khí vào bánh cánh máy nén tăng áp thường hiệu nhiều so với cấp khí nén vào vị trí khác Hình 1.3 Sơ đồ bố trí hệ thống phun khí nén 1.2.2 Thay đổi kết cấu tuabin tăng áp Tính chất kết cấu tổ hợp tuabin – máy nén tăng áp đóng vai trò quan trọng đáp ứng động đặc tính tuabin ảnh hưởng trực tiếp đến độ trễ Xuất phát từ quan điểm để giảm độ trễ tổ hợp tuabin – máy nén sử dụng tuabin có quán tính nhỏ hơn, nghĩa giảm kích thước khối lượng roto Để đáp ứng đủ nhu cầu không khí cho động tổ hợp phải có tốc độ quay cao tiết diện ống phun nhỏ Ở chế độ tải tốc độ cao, dẫn đến áp suất gió nạp tăng lên cao, gây nguy hiểm cho động tổ hợp tua bin máy nén Trở ngại khắc phục cách lắp thêm van để thoát khí xả tự động Van gồm lò xo cân với áp suất khí nạp Khi áp suất khí nạp tăng lên, mở để thoát phần khí xả môi trường phần qua tuabin Khi n0 = 45 rpm 70 60 n(rpm) 50 40 30 20 with limitter non limitter 10 0 10 20 30 40 50 t 60 70 80 90 100 0.025 gc (kg/s) 0.02 0.015 0.01 after limitter before limitter non limitter 0.005 0 10 20 30 40 50 t 60 70 80 90 100 Hình 3.6 Mô khởi động động với tốc độ đặt n0 = 45 (v/ph) 41 n0 = 50 rpm 70 60 n(rpm) 50 40 30 20 with limitter non limitter 10 0 10 20 30 40 50 t 60 70 80 90 100 0.025 gc (kg/s) 0.02 0.015 0.01 after limitter before limitter non limitter 0.005 0 10 20 30 40 50 t 60 70 80 90 100 Hình 3.7 Mô khởi động động với tốc độ đặt n0 = 50 (v/ph) 42 3.3.2 Quá trình tăng tốc động tang toc dong co tu n = 40 len n = 60 rpm 70 60 n(rpm) 50 40 30 20 with limitter non limitter 10 30 40 50 60 70 80 t 90 100 110 120 130 0.015 gc (kg/s) 0.01 0.005 after limitter before limitter non limitter 30 40 50 60 70 80 t 90 100 110 120 Hình 3.8 Mô tăng tốc động từ n = 40 lên n = 60 (v/ph) 43 130 tang toc dong co tu n = 40 len n = 45 rpm 70 60 n(rpm) 50 40 30 20 with limitter non limitter 10 30 40 50 60 70 80 t 90 100 110 120 130 0.015 gc (kg/s) 0.01 0.005 after limitter before limitter non limitter 30 40 50 60 70 80 t 90 100 110 120 Hình 3.9 Mô tăng tốc động từ n = 40 lên n = 45 (v/ph) 44 130 3.3.3 Quá trình tăng tải truong hop tai dong co thay doi lon 70 60 n(rpm) 50 40 30 20 with limitter non limitter 10 30 40 50 60 70 80 t 90 100 110 120 130 0.015 gc (kg/s) 0.01 0.005 after limitter before limitter non limitter 30 40 50 60 70 80 t 90 100 Hình 3.1 Mô tăng tải lớn 45 110 120 130 truong hop tai dong co thay doi nho 70 60 n(rpm) 50 40 30 20 with limitter non limitter 10 30 40 50 60 70 80 t 90 100 110 120 130 0.015 gc (kg/s) 0.01 0.005 after limitter before limitter non limitter 30 40 50 60 70 80 t 90 100 Hình 3.2 Mô tăng tải nhỏ 46 110 120 130 truong hop tai dong co thay doi co chu ki 70 60 n(rpm) 50 40 30 20 10 30 40 50 60 70 80 t 90 100 110 120 130 0.015 0.01 0.005 after limitter before limitter 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Hình 3.3 Mô tải thay đổi có tính chu kì 47 120 130 3.3.4 Khi thay đổi A B với n0 = 50 v/ph Hieu chinh he so B 70 60 n (rpm) 50 40 30 20 A = 1, B = 1.2 A = 1, B = 1.3 A = 1, B = 1.4 10 0 10 15 20 25 t 30 35 40 45 50 Hieu chinh he so A 70 60 n (rpm) 50 40 30 20 A = 1, B = 1.2 A = 2, B = 1.2 A = 3, B = 1.2 10 0 10 15 20 25 t 30 35 40 45 50 Hình 3.4 Mô thay đổi A B Phân tích kết Quá trình khởi động động Gọi số ‘kgh’ ‘gh’ số thông số có giới hạn nhiên liệu Từ hình 3.5, hình 3.6, hình 3.7 sử dụng phần 48 mềm Matlab để tính toán áp tiêu tích phân sai số bình phương ta thu kết sau: Bảng 3.1 Kết đánh giá phần mềm Matlab n0 Tdc (s) σ (%) Độ lệch (%) I kgh gh kgh gh kgh gh Tdc σ I 40 10 13 36.91 15.39 53.51571 63.54571 26 -22 17 45 11 14 36.98 13.23 60.11643 75.13438 24 -24 21 50 11 15 36.10 16.20 66.48608 77.47285 17 -20 15 Với trường hợp không trang bị giới hạn nhiên liệu, giây đầu tốc độ động nhỏ nhiều tốc độ đặt, tác động Booster lượng nhiên liệu tức thời cấp vào động với giá trị gần cực đại Trong tuabin tăng áp gần chưa hoạt động, lượng không khí cấp vào động chủ yếu quạt gió phụ Hệ số dư lượng không khí α lúc thấp, chí nhỏ Điều làm cho trình cháy động xấu, cháy không hoàn toàn, động bị khói đen Do lượng nhiên liệu cấp vào buồng đốt động lớn nên cháy làm cho vòng quay động tăng nhanh vượt qua giá trị tốc độ đặt, kết độ điều chỉnh động lớn Khi động khởi động thành công, điều tốc bắt đầu làm việc đồng thời tuabin tăng áp dần phát huy hiệu giảm nhiên liệu tới giá trị tương ứng để trì tốc độ động Trong trường hợp động có trang bị giới hạn nhiên liệu, giai đoạn đầu, động hoạt động hoàn toàn tương tự mô tả Điểm khác biệt lượng nhiên liệu cực đại thấp nhiều bị hạn chế giới hạn Lúc đường đặc tính cấp nhiên liệu cho động đường đặc tính giới hạn giới hạn Do vậy, độ điều chỉnh động 49 cải thiện đáng kể (22%) thời gian điều chỉnh bị tăng lên (24%) tiêu tích phân sai số bình phương tăng lên (17%) Tuy nhiên theo kết nghiên cứu, trình khởi động động cơ, trình cháy hoàn thiện giảm khoảng 20% hàm lượng NOx khoảng 50% hàm lượng PM có khí xả động Quá trình tăng tốc động Đối với trường hợp động không trang bị giới hạn nhiên liệu, tác động điều tốc, gần tức thời lượng lớn nhiên liệu cấp vào buồng đốt động thiết bị cung cấp nhiên liệu phản ứng nhanh so với thay đổi Trong có tính quán tính lớn, tuabin tăng áp phản ứng chậm nhiều làm cho lượng không khí cấp vào động không trì mức tối ưu, kết trình cháy động trở nên xấu hơn, xuất khói đen, nồng độ PM tăng cao, trình cháy xảy hành trình giãn nở làm nhiệt độ khí xả động tăng cao Trong trường hợp động trang bị giới hạn nhiên liệu, lượng cấp nhiên liệu cho động không tăng đột biến trường hợp không trang bị giới hạn Ban đầu tính quán tính tuabin tăng áp, lượng không khí cấp vào buồng đốt động không đủ để đốt cháy hết lượng nhiên liệu cấp vào, giới hạn giới hạn lượng nhiên liệu cấp vào động để trì hệ số dư lượng không khí α giúp cho trình cháy động hoàn thiện Bắt đầu từ giây thứ 42 việc cấp nhiên liệu cho động tuân theo đường đặc tính giới hạn giới hạn Tốc độ quay động tăng dần, với tốc độ quay taubin tăng áp tăng theo làm cho lượng không khí cấp vào xy lanh động tăng, trình cháy động diễn ngày tốt Đến giây thứ 45, tốc độ động lớn nhiều so với tốc độ đặt nên điều tốc hoạt động theo chiều ngược lại để giảm lượng nhiên liệu cấp vào cho động cơ, đường đặc tính cấp liệu bắt đầu 50 tách rời khỏi đường đặc tính giới hạn giây thứ 47 Lúc điều tốc điều chỉnh lượng nhiên liệu tương tự trường hợp không trang bị giới hạn Qua hình 3.9 thấy tăng tốc động với giá trị nhỏ, hệ số dư lượng không khí α đủ lớn nên giới hạn nhiên liệu không tác động, trình cấp nhiên liệu cho động tuân theo đường đặc tính điều chỉnh điều tốc Quá trình thay đổi tải động Qua hình 3.10 động công tác ổn định, tải động đột ngột thay đổi với giá trị lớn (ví dụ tàu thay đổi hướng chuyển động đột ngột), điều tốc lúc tác động tăng lượng nhiên liệu cấp vào động nhằm trì tốc độ khai thác.Hệ thống hoạt động hoàn toàn tương tự thay đổi tốc độ lớn Qua hình 3.12 thấy tải thay đổi có tính chu kì, tác động điều tốc, lượng nhiên liệu cấp cho động thay đổi có tính chu kì vòng quay động thay đổi có tính chu kì Nếu biên độ thay đổi tải nhỏ, giới hạn tác dụng Bộ giới hạn hoạt động tương tự tải thay đổi lớn tăng tốc độ lớn trường hợp biên độ dao động lớn Hiệu chỉnh hệ số B giới hạn Qua hình 3.13 thấy hệ số B ảnh hưởng lớn tới giai đoạn đầu trình điều chỉnh Cụ thể hệ số B tăng lên thời gian điều chỉnh rút ngắn đồng thời làm tăng độ điều chỉnh Điều lý giải tốc độ cấp liệu tăng lên làm cho cường độ cháy tăng theo Do vậy, hiệu chỉnh hệ số phải ý đến mức độ quán tính động thời gian đáp ứng Một hiệu chỉnh 51 xác hạn chế độ điều chỉnh đồng thời cải thiện thời gian chuyển tiếp Hiệu chỉnh hệ số A giới hạn Qua hình 3.13 thấy hệ số A ảnh hưởng tới giai đoạn tăng tốc trình điều chỉnh Khi tăng hệ số A, độ dốc (ramp) đường đặc tính giới hạn tăng lên Tới giá trị làm cho đường đặc tính giới hạn dốc dẫn tới tượng đường đặc tính cấp liệu điều tốc không chạm tới đường đặc tính giới hạn Trong trường hợp giới hạn tác dụng Nếu giá trị A nhỏ, đồng nghĩa với việc mức độ tăng nhiên liệu diễn chậm làm thời gian điều chỉnh kéo dài, nhiên cải thiện độ điều chỉnh Do vậy, với động trang bị tàu đòi hỏi tính động cao, khả quay trở nhanh nên chỉnh hệ số A cao bình thường chút Tuy nhiên, cần ý không đặt hệ số cao dẫn tới tác dụng giới hạn nhiên liệu 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Các kết đạt Qua thu thập, tổng kết nhiều tài liệu nước, tác giả nêu khái niệm, đặc điểm trình chuyển tiếp động Diesel tàu thủy giải pháp phổ biến sử dụng để cải thiện trình chuyển tiếp Từ tranh tổng quan này, tác giả sâu nghiên cứu, phân tích đánh giá giải pháp để lựa chọn cho giải pháp riêng có tính khoa học thực tiễn cao phù hợp với điều kiện công nghệ nước Đã xây dựng mô hình toán học động Diesel tàu thủy có tăng áp tuabin khí xả dạng có thứ nguyên Từ mô hình toán tác giả mô thành công Matlab Simulink thiết lập mô hình thiết bị cải thiện trình chuyển tiếp Xây dựng giới hạn nhiên liệu theo không khí tăng áp theo tốc độ đặt cho động Diesel, mô hệ thống trang bị giới hạn nhiên liệu Từ kết thu được, vận dụng kiến thức lý thuyết động đốt trong, nhiệt động học, kiến thức tàu thủy… kinh nghiệm thực tiễn, tác giả đưa phân tích dựa kết thu Các kết tài liệu tham khảo quý báu có độ tin cậy cao cho thân tác giả trình phát triển cho người khác có quan tâm đến đề tài Hạn chế đề tài Trong trình xây dựng mô hình toán động cơ, số trình diễn tác giả giả thiết trình lý tưởng Một vài thông số thiếu thông tin nên chọn cách chủ quan ví dụ như: số thông số kết cấu, hiệu 53 suất vài trình… điều làm giảm độ xác mô hình Do thiếu trang thiết bị đo lường, đối tượng thực nghiệm (động Diesel tàu thủy) thời gian kinh phí nên tác giả chưa tiến hành nghiên cứu thực nghiệm Theo tác giả có lẽ hạn chế lớn đề tài mà không dễ vượt qua trợ giúp tích cực hiệu Kiến nghị Nghiên cứu trình chuyển tiếp động Diesel giải pháp để cải thiện ngày học giả, nhà nghiên cứu nhà sản xuất quan tâm Nội dung đề tài vấn đề lớn bao trùm nhiều lĩnh vực chuyên môn mà thân tác giả khuôn khổ luận văn giải phần nhỏ, tác giả có số kiến nghị sau: Nên khuyến khích, động viên số chuyên gia đầu ngành để tâm nghiên cứu giải vần đề lý thuyết trình chuyển tiếp giải pháp cải thiện Từ kết thu bước tiến hành nghiên cứu thực nghiệm, tìm kiếm, nắm bắt nhu cầu thực tiễn để ứng dụng kết nghiên cứu 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt PGS.TS Lê Văn Học (2008), “Tự động điều chỉnh điều khiển động Diesel tàu thủy”, Nhà xuất Hải phòng TS Lê Viết Lượng (2008), “ Lý thuyết động Điezen”, Nhà xuất giáo dục PGS.TS Lê Viết Lượng (2008), “Các chế độ chuyển tiếp động Diesel”, Nhà xuất Hải phòng Tiếng Anh Springer (Mar 2009), Diesel Engine Transient Operation - Principles of Operation and Simulation Analysis MARTIN TURESSON (2009), “Modelling and simulation of a two- stroke engine”, Master of Science Thesis , Department of Signals and Systems , Division of Signal Processing and Antennas,CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ,Göteborg, Sweden Gordon P Blair (1996), “Design and Simulations of Two-Stroke Engines” Society of Auto- motive Engineers, Inc John B Heywood (1988) “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGraw-Hill, Inc Jianyuan Zhu (2008), “Modeling and Simulating of Container Ship’s Main Diesel Engine”, Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 55 [...]... quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel Cần phải chú ý rằng, để thoả mãn được tính đáp ứng nhanh và giảm khói đen khi chuyển tiếp đôi khi sẽ mâu thuẫn với những yêu cầu cơ bản của động cơ như suất tiêu hao nhiên liệu thấp, hàm lượng khí xả ở các chế độ làm việc ổn định 14 Chương 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY Mục đích xây dựng mô hình toán cho động cơ Diesel tàu thủy là để nghiên. .. là để nghiên cứu tính chất động lực học của động cơ, mối quan hệ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra Kết quả của việc phân tích và tính toán trên mô hình của động cơ là cơ sở để phục vụ cho quá trình nghiên cứu chế độ chuyển tiếp và các giải pháp cải thiện 2.1 Xây dựng mô hình động cơ Diesel có tăng áp bằng tuabin khí xả Khi xây dựng mô hình toán cho động cơ Diesel tăng áp, mô men do động cơ sinh ra ngoài... men quán tính của tuabin khí xả – máy nén Tqe Nm Mô men sinh ra bởi động cơ D M Đường kính xy lanh động cơ 29 (2.55) L M Hành trình piston Ncyl Tổng số xy lanh của động cơ Nr Hệ số kì động cơ rc Tỉ số nén của động cơ qHLV Nhiệt trị thấp của nhiên liệu dùng cho động cơ ηe Hiệu suất có ích của động cơ Tq_load Nm Mô men cản sinh ra bởi tác động của tải bên ngoài J Kg.m2 Mô men quán tính của động cơ 2.2... dữ liệu khác không biết để hiệu chỉnh mô hình như: momen quán tính của động cơ, hiệu suất của tuabin tăng áp…, qua kết quả mô phỏng tác giả có thể khẳng định rằng, mô hình động cơ Diesel có tăng áp do tác giả xây dựng có tính chính xác tương đối cao, do đó có thể dùng để phục vụ cho quá trình nghiên cứu động cơ Diesel và các hệ thống Điều này cho phép chúng ta nghiên cứu quá trình chuyển tiếp của động. .. bằng tuabin khí xả Trong đó: ω0: Tốc độ đặt cho động cơ (rad/s) ωn: Tốc độ thực của động cơ (rad/s) Tq_load: Phụ tải động cơ (Nm)  m e : Lưu lượng khối lượng khí xả vào ống góp (kg/s) Te: Nhiệt độ khí cháy ra khỏi động cơ (oK) gc : Lượng nhiên liệu cấp cho động cơ trong một giây (kg/cyl) 16 Tqe: Mô men sinh ra bởi động cơ (Nm)  m im : Lưu lượng khối lượng khí nạp (kg/s) Tim: Nhiệt độ khí nạp (oK)... liệu lấy từ động cơ MAN B&W 6L80MC và tiến hành so sánh với các kết quả thu được từ quá trình chạy thử động cơ, đối với tốc độ quay và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ, quá trình chuyển tiếp của mô hình mô phỏng và giá trị thực tế đo được sai lệch không đáng kể, còn đối với áp suất gió tăng áp sự sai lệch rõ ràng hơn Điều này cũng dễ hiểu, khi chạy mô hình ngoài dữ liệu có sẵn của động cơ tác giả... luật cấp nhiên liệu; Thay đổi thời điểm đóng mở xupáp nạp thải; Thay đổi kích thước và kết cấu các bầu góp nạp thải; Sử dụng các động cơ Diesel – điện (hybrid) 1.3 Kết luận chương 1 Trong chương 1 tác giả đã nêu một cách tổng quan về các chế độ làm việc không ổn định, các quá trình chuyển tiếp chủ yếu của động cơ Diesel Tác giả cũng đã giới thiệu một số phương pháp phổ biến được sử dụng để cải thiện quá. .. giảm đáng kể, giúp giảm công nén của động cơ, góp phần làm tăng hiệu suất của động cơ Hình 1.4 Sơ đồ bố trí tổ hợp tuabin tăng áp 1.2.3 Sử dụng tăng áp kết hợp Khi sử dụng tăng áp bằng cơ giới (động cơ dẫn động trực tiếp máy nén tăng áp), tốc độ của máy nén tỉ lệ với tốc độ của động cơ Áp suất và lưu lượng không khí nạp có thể đạt được giá trị cao, thậm chí khi tốc độ động cơ thấp Nhược điểm có thể thấy... Phương trình động học của các thiết bị 2.1.1 Tuabin và máy nén tăng áp Công suất của động cơ sinh ra nhờ việc đốt cháy nhiên liệu diễn ra trong buồng đốt của động cơ Với một thể tích hữu hạn thì lượng không khí nạp vào cũng là hữu hạn Để có thể tăng được công suất của động cơ trong khi vẫn giữ nguyên kích thước thì giải pháp được ưa chuộng nhất hiện nay là tăng áp suất khí nạp hay ngắn gọn là sử dụng động. .. Lưu lượng khối lượng không khí ra khỏi máy nén (kg/s) Tc: Nhiệt độ khí ra khỏi máy nén (oK) ωtc: Tốc độ của tuabin (rad/s) Tamb: Nhiệt độ môi trường (oK) Pamb: Áp suất môi trường (Pa) Xuất phát từ mô hình tổng quát trên thấy rằng: để xây dựng được mô hình toán cho động cơ Diesel tăng áp thì phải xây dựng mô hình toán cho các phần tử trong hệ thống bao gồm: động cơ Diesel, thiết bị cung cấp nhiên liệu,
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủy, Nghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủy, Nghiên cứu xây dựng bộ giới hạn lượng nhiên liệu cấp để cải thiện quá trình chuyển tiếp của động cơ Diesel tàu thủy

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập