Degimo proceso analizė slėginio uždegimo varikliui veikiant įvairiais biodegalų mišiniais ir keičiant EGR

Abstract

Baigiamajame magistro darbe analizuojamas vidaus degimo variklio veikimas, naudojant įvairius hidrinto augalinio aliejaus (angl. Hydrotreated Vegetable Oils – HVO) ir biobutanolio mišinius. Papildomai tiriamas išmetamųjų dujų recirkuliacijos (angl. Exhaust Gas Recirculation – EGR) poveikis nevisiško degimo produktų (CO, CH), azoto oksidų (NOx), šiltnamio efektą sukeliančių dujų (CO2) ir dūmingumo emisijai. Atlikta mokslinių straipsnių apžvalga. Sudaryta eksperimentinio tyrimo metodika, pateiktos tyrimo metu naudotos įrangos charakteristikos, naudotų degalų mišinių savybės, skaitinio modeliavimo metodika. Atlikti eksperimentiniai tyrimai naudojant įvairius biodegalų mišinius ir keičiant išmetamųjų dujų recirkuliacijos intensyvumą. Remiantis eksperimentiniais rezultatais, naudojant programos AVL BOOST paprogramę „Burn“, atlikta degimo proceso skaitinė analizė, matematinio modelio validavimas. Nustatyti degimo rodiklių skirtumai ir tikėtinos priežastys, leidžiančios geriau suprasti degimo metu vykstančius procesus, kai variklis veikia įvairiais degalais ir keičiamas EGR intensyvumas. Skaitiniu simuliavimu ištirti variklio rodikliai naudojant degalų mišinį su didesne biobutanolio koncentracija. Tai leidžia parinkti tinkamiausią degalų mišinį ir EGR intensyvumą, siekiant geriausių variklio ekologinių ir energetinių rodiklių. Darbą sudaro 4 dalys: įvadas, literatūros šaltinių apžvalga, tyrimo metodikos ir medžiagų skyrius, eksperimentiniai tyrimo rezultatai ir jų analizė, degimo proceso matematinis modeliavimas, išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 52 p. teksto be priedų, 36 iliustracijos, 5 lentelės, 23 informaciniai šaltiniai. Atskirai pridedami 2 darbo priedai ir dvi publikacijos, bei konferencijos dalyvio pažymėjimas.

The final master's thesis analyzes the performance of an internal combustion engine using various mixtures of hydrogenated vegetable oil and biobutanol. Additionally, the effect of exhaust gas recirculation on the emission of incomplete combustion products (CO, CH), nitrogen oxides (NOx), greenhouse gases (CO2) and smokiness is investigated. A review of scientific articles carried out. The experimental research methodology was compiled, the characteristics of the equipment used during the research, the properties of used fuel mixtures, and the numerical modeling methodology were presented. Experimental studies were carried out using various biofuel mixtures and changing the intensity of exhaust gas recirculation. Based on the experimental results, numerical analysis of the combustion process and validation of the mathematical model were performed using the "Burn" subroutine of the AVL BOOST program. To determine the differences in the combustion indicators and the probable causes allow a better understanding of the processes taking place during the combustion when the engine runs on different fuels and the intensity of EGR is changed. Numericall simulations were used to study engine performance using a fuel mixture with a higher concentration of biobutanol. This allows selecting the most appropriate fuel mixture and EGR intensity to achieve the best ecological and energy performance of the engine. Structure: introduction, review of literature sources, research methodology and materials department, experimental research results and their analysis, mathematical modeling ustion process, conclusions, references. Thesis consist of: 52 p. text without appendixes, 36 pictures, 5 tables, 23 records. 2 work appendices and two publications, as well as a conference participant certificate, are attached separately.