ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH PHÁT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU DIESEL SINH HỌC KẾT HỢP BỔ SUNG HYDRO TRÊN ĐƯỜNG NẠP BẰNG MÔ PHỎNG SỐ
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Trong bối cảnh yêu cầu ngày càng cao về giảm phát thải độc hại từ động cơ diesel tàu thuỷ, việc kết hợp nhiên liệu thay thế như diesel sinh học và bổ sung nhiên liệu sạch như hydro đang thu hút sự quan tâm lớn. Nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung H₂ ở các tỷ lệ từ 0-5% (tính theo hàm lượng năng lượng) đến các đặc tính phát thải của động cơ diesel sử dụng hai loại nhiên liệu: D100 (diesel nguyên chất) và B20, ở hai chế độ tốc độ 1400 vòng/phút và 2200 vòng/phút. Kết quả cho thấy việc bổ sung H₂ ở mức 2-3% mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc giảm phát thải CO, HC và khói. Đặc biệt, tại tỷ lệ này, thời gian cháy trễ tăng vừa phải, giúp ổn định quá trình cháy mà không làm gia tăng đáng kể phát thải NOx. Tuy nhiên, khi tỷ lệ H₂ vượt quá 3%, phát thải NOx tăng mạnh, đồng thời có xu hướng làm tăng trở lại CO và HC do hiện tượng cháy nghèo và mất cân bằng hòa khí. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy việc kiểm soát tỷ lệ H₂ bổ sung trong khoảng tối ưu (2-3%) là một hướng đi hiệu quả trong chiến lược giảm phát thải, đồng thời mở ra cơ hội kết hợp với các công nghệ điều khiển hiện đại như EGR hoặc phun đa điểm để tối ưu hóa hơn nữa hiệu suất cháy sạch của động cơ diesel trong tương lai.
Từ khóa
Động cơ diesel tàu thuỷ, diesel sinh học, hydro, đặc tính phát thải, mô phỏng số
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
[2] T.-H. Joung, S.-G. Kang, J.-K. Lee, and J. Ahn (2020), The IMO initial strategy for reducing Greenhouse Gas (GHG) emissions, and its follow up actions towards 2050, J. Int. Marit. Safety, Environ. Aff. Shipp., Vol.4, No.1, pp.1-7.
[3] D. Christopher Selvam et al. (2025), The role of biodiesel in marine decarbonization: Technological innovations and ocean engineering challenges, Results Eng., Vol.25, p.103974. doi: 10.1016/j.rineng.2025.103974.
[4] P. Murugesan et al. (2021), Role of hydrogen in improving performance characteristics of and homogeneous emission charge compression ignition engine fueled with graphite oxide nanoparticle-added microalgae biodiesel/diesel blends, Int. J. Hydrogen Energy. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.08.107.
[5] A. V. L. BOOST-version (2010), Users Guide and Theory, Edition, Vol.11, p.2010.
[6] J. B. Heywood (2018), Internal combustion engine fundamentals. McGraw-Hill Education.
[7] Y. Wang, X. Zhou, and L. Liu (2021), Theoretical investigation of the combustion performance of ammonia/hydrogen mixtures on a marine diesel engine, Int. J. Hydrogen Energy, Vol.46, No.27, pp. 14805-14812. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.01.233.
[8] I. Örs, S. Sarıkoç, A. E. Atabani, S. Ünalan, and S. O. Akansu (2018), The effects on performance, combustion and emission characteristics of DICI engine fuelled with TiO2 nanoparticles addition in diesel/biodiesel/n-butanol blends, Fuel, Vol.234, pp.177-188. doi: 10.1016/j.fuel.2018.07.024.
[9] M. M. Hasan and M. M. Rahman (2017), Performance and emission characteristics of biodiesel-diesel blend and environmental and economic impacts of biodiesel production: A review, Renew. Sustain. Energy Rev., Vol.74, pp.938-948. doi: 10.1016/j.rser.2017.03.045.
[10] S. Kanth, S. Debbarma, and B. Das (2022), Experimental investigations on the effect of fuel injection parameters on diesel engine fuelled with biodiesel blend in diesel with hydrogen enrichment, Int. J. Hydrogen Energy, Vol.47, No.83, pp.35468-35483. doi: 10.1016/j.ijhydene.2022.08.095.
[11] S. Mohite, S. Kumar, and S. Maji (2016), Performance Characteristics of Mix Oil Biodiesel Blends with Smoke Emissions, Int. J. Renew. Energy Dev., Vol.5, No.2.
[12] S. Vadlamudi, S. K. Gugulothu, J. Kumar Panda, K. S. Chalapathi, and D. Mohanty (2024), An ideal investigation on conventional CRDI engine for optimum paradigm analysis of performance and exhaust emissions by using oxygenated and hydrogen fuel: An experimental green dual fuel approach, Fuel, Vol.372, p.132160. doi:10.1016/j.fuel.2024.132160.
[13] I. Lawan, W. Zhou, Z. N. Garba, M. Zhang, Z. Yuan, and L. Chen (2019), Critical insights into the effects of bio-based additives on biodiesels properties, Renew. Sustain. Energy Rev., Vol.102, Bo. November 2018, pp.83-95. doi: 10.1016/j.rser.2018.12.008.
[14] M. A. Akar, E. Kekilli, O. Bas, S. Yildizhan, H. Serin, and M. Ozcanli (2018), Hydrogen enriched waste oil biodiesel usage in compression ignition engine, Int. J. Hydrogen Energy, Vol.43, No.38, pp.18046-18052. doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.02.045.
[15] H. Dembinski (2014), In-cylinder flow characterisation of heavy duty diesel engines using combustion image velocimetry. KTH Royal Institute of Technology.
[16] Ü. Ağbulut, M. Ayyıldız, and S. Sarıdemir (2020), Prediction of performance, combustion and emission characteristics for a CI engine at varying injection pressures, Energy. doi: 10.1016/j.energy.2020.117257.
[17] A. Sanyal and A. K. Choudhary (2024), Environmental impact of waste plastic oil and hydrogen-enriched diesel comprehensive review on engines: A performance, combustion, and emissions, J. Renew. Sustain. Energy, Vol.16, No.5.
Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả
- PHẠM VĂN VIỆT, HOÀNG ĐỨC TUẤN, TRẦN THẾ NAM, ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH KINH TẾ VÀ PHÁT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU KÉP BIODIESEL VÀ LNG BẰNG CÔNG CỤ SỐ , Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải: Tập 75 (2023): Số 75 (08/2023)