TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
---o0o---

BÀI TẬP CÁ NHÂN

MÔ PHỎNG ĐẶC TÍNH NHIÊN LIỆU BẰNG
PHẦN MỀM ESP VÀ ESPJAN.

GVHD: PGS. TS LÝ VĨNH ĐẠT
SVTH:

MSSV:

LÂM GIA LINH

19145258

Khố: K19

Tp. Hồ Chí Minh, 09 tháng 06 năm 2022


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên:
Họ và tên

MSSV

Lâm Gia Linh

19145258

I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng bài tập, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
………….......................................................................................................................
.......................................................................................................................................
………….......................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
Điểm đánh giá (theo thang điểm 10):
………………………………………………………………………………………...
TP. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 06 năm 2022
Giảng viên hướng dẫn

PGS.TS Lý Vĩnh Đạt


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1................................................................................................................... 1
THIẾT LẬP THÔNG SỐ CỦA CÁC NHIÊN LIỆU TRONG ESPJAN.......................1
CHƯƠNG 2................................................................................................................. 12
XUẤT CÁC ĐỒ THỊ LIÊN QUAN VÀ NHẬN XÉT SO SÁNH...............................12

I. Giữ nguyên tốc độ động cơ 2400 RPM và thay đổi nhiên liệu vào....................12
1.

Đồ thị mức năng lượng (Energy Rate):.......................................................12

2.

Đồ thị lưu lượng dòng chảy (Flowrate):......................................................13

3.

Đồ thị khối lượng (Masses):........................................................................15

4.

Đồ thị áp suất (Pressure):............................................................................16

5.

Đồ thị nhiệt độ (Temperature):....................................................................17

6.

Đồ thị vận tốc (Velocity):...........................................................................18

II. Giữ nguyên nhiên liệu C7H16, thay đổi tốc độ động cơ để so sánh (2400 RPM
và 4000 RPM)..........................................................................................................19
1.

Đồ thị mức năng lượng (Energy Rate):.......................................................19


2.

Đồ thị lưu lượng dòng chảy (Flowrate):......................................................20

3.

Đồ thị khối lượng (Masses):........................................................................20

4.

Đồ thị áp suất (Pressure):............................................................................21

5.

Đồ thị nhiệt độ (Temperature):....................................................................21

6.

Đồ thị vận tốc (Velocity):...........................................................................22

CHƯƠNG 3................................................................................................................. 23
ĐỒ THỊ P-V................................................................................................................23
I. Sử dụng nhiên liệu cố định C7H16, tốc độ động cơ 2400 RPM so với tốc độ 4000
RPM......................................................................................................................... 23
II. Sử dụng nhiên liệu cố định C3H8, tốc độ động cơ 2400 RPM so với tốc độ 4000
RPM......................................................................................................................... 24
III.Tốc độ động cơ cố định 2400 RPM, sử dụng nhiên liệu C3H8, C7H16, C2H4.. 25
IV.Tốc độ động cơ cố định 4000 RPM, sử dụng nhiên liệu C3H8, C7H16, C2H4.. 25



MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Lựa chọn các chất phản ứng......................................................................1
Hình 2: Xác định thành phần nhiên liệu.................................................................1
Hình 3: Thiết lập số mol của các chất phản ứng....................................................1
Hình 4: Lựa chọn các chất sản phẩm.....................................................................2
Hình 5: Thiết lập áp suất cho sản phẩm và chất phản ứng.....................................2
Hình 6: Thiết lập số vịng quay..............................................................................2
Hình 7: Nhập file “FUELC7H16.ESJ” vào ESP....................................................3
Hình 8: Chạy 1000 chu kỳ mà khơng có đầu ra để kiểm tra sự hội tụ....................3
Hình 9: Các giá trị..................................................................................................4
Hình 10: Chọn lựa các hình thức đầu ra.................................................................4
Hình 11: Xuất các dạng đồ thị trong cùng một chu kỳ...........................................5
Hình 12: Xuất đồ thị P-V.......................................................................................5
Hình 13: Xuất file dữ liệu cuối cùng......................................................................6
Hình 14: Lựa chọn các chất phản ứng....................................................................6
Hình 15: Xác định các thành phần nhiên liệu.........................................................6
Hình 16: Thiết lập số mol của các chất phản ứng..................................................7
Hình 17: Lựa chọn các thành phần sản phẩm.........................................................7
Hình 18: Thiết lập áp suất cho sản phẩm và chất phản ứng...................................7
Hình 19: Thiết lập số vịng quay............................................................................8
Hình 20: Nhập file nhiên liệu từ ESPJAN.............................................................8
Hình 21: Lưu file thiết lập......................................................................................9
Hình 22: Chạy 1000 chu kỳ mà khơng có đầu ra để kiểm tra sự hội tụ..................9
Hình 23: Các giá trị..............................................................................................10
Hình 24: Xuất các dạng đồ thị ứng với mỗi chu kỳ..............................................10
Hình 25: Xuất đồ thị P-V.....................................................................................11
Hình 26: So sánh đồ thị năng lượng (Energy Rate) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4
..................................................................................................................... 12
Hình 27: So sánh đồ thị lưu lượng dịng chảy giữa C3H8 & C7H16 & C2H4.....14

Hình 28: So sánh đồ thị khối lượng (Masses) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4.....15
Hình 29: So sánh đồ thị áp suất (Pressure) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4.........16


Hình 30: So sánh đồ thị nhiệt độ (Temperature) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4. 17
Hình 31: So sánh đồ thị vận tốc (Velocities) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4......18
Hình 32: So sánh đồ thị năng lượng của cùng C7H16 khác số vịng tua máy......19
Hình 33: So sánh đồ thị lưu lượng dòng chảy của cùng C7H16 khác số vòng tua
máy..............................................................................................................20
Hình 34: So sánh đồ thị khối lượng của cùng C7H16 khác số vịng tua máy.......20
Hình 35: So sánh đồ thị áp suất của cùng C7H16 khác số vòng tua máy.............21
Hình 36: So sánh đồ thị nhiệt độ của cùng C7H16 khác số vịng tua máy...........21
Hình 37: So sánh đồ thị vận tốc của cùng C7H16 khác số vòng tua máy............22
Hình 38: Đồ thị P-V cố định nhiên liệu C7H16 thay đổi tốc độ xe......................23
Hình 39: Đồ thị P-V cố định nhiên liệu C3H8 thay đổi tốc độ xe........................24
Hình 40: Đồ thị P-V cố định 2400 RPM thay đổi nhiên liệu................................25
Hình 41: Đồ thị P-V cố định 4000 RPM thay đổi nhiên liệu................................25


CHƯƠNG 1
THIẾT LẬP THÔNG SỐ CỦA CÁC NHIÊN LIỆU TRONG ESPJAN
I.

NHIÊN LIỆU C7H16.
CÁC BƯỚC CHỈNH Ở ESPJAN

Hình 1: Lựa chọn các chất phản ứng.

Hình 2: Xác định thành phần nhiên liệu


Hình 3: Thiết lập số mol của các chất phản ứng.
1


Hình 4: Lựa chọn các chất sản phẩm.

Hình 5: Thiết lập áp suất cho sản phẩm và chất phản ứng.
CÁC BƯỚC CHỈNH Ở ESP

Hình 6: Thiết lập số vịng quay.

2


Hình 7: Nhập file “FUELC7H16.ESJ” vào ESP.

Hình 8: Chạy 1000 chu kỳ mà khơng có đầu ra để kiểm tra sự hội tụ.

3


Hình 9: Các giá trị.

Hình 10: Chọn lựa các hình thức đầu ra.

4


Hình 11: Xuất các dạng đồ thị trong cùng một chu kỳ.


Hình 12: Xuất đồ thị P-V.

5


Hình 13: Xuất file dữ liệu cuối cùng.
II.

C3H8
CÁC BƯỚC CHỈNH Ở ESPJAN

Hình 14: Lựa chọn các chất phản ứng.

6


Hình 15: Xác định các thành phần nhiên liệu.

Hình 16: Thiết lập số mol của các chất phản ứng.

Hình 17: Lựa chọn các thành phần sản phẩm.

7


Hình 18: Thiết lập áp suất cho sản phẩm và chất phản ứng.

CÁC BƯỚC CHỈNH Ở ESP

Hình 19: Thiết lập số vòng quay.


8


Hình 20: Nhập file nhiên liệu từ ESPJAN.

Hình 21: Lưu file thiết lập.

Hình 22: Chạy 1000 chu kỳ mà khơng có đầu ra để kiểm tra sự hội tụ.
9


Hình 23: Các giá trị.

Hình 24: Xuất các dạng đồ thị ứng với mỗi chu kỳ.

10


Hình 25: Xuất đồ thị P-V.

11


CHƯƠNG 2
XUẤT CÁC ĐỒ THỊ LIÊN QUAN VÀ NHẬN XÉT SO SÁNH
I.

Giữ nguyên tốc độ động cơ 2400 RPM và thay đổi nhiên liệu vào.
1. Đồ thị mức năng lượng (Energy Rate):


12


Hình 26: So sánh đồ thị năng lượng (Energy Rate) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4

Nhận xét:
 Khi sử dụng 3 loại nhiên liệu khác nhau (C2H4, C3H8, C7H16) sẽ gây ra sự thay đổi
giá trị của các mức năng lượng ở biểu đồ mức năng lượng.
 Mức nhiệt lượng chuyển tới chất làm mát: Tăng trong hành trình đốt và giảm dần
13


 Năng lượng truyền tới piston: Tăng trong hành trình đốt và giảm dần do hành trình đốt
sinh năng lượng.
 Mức năng lượng tích lũy trong xylanh: Mất đi trong hành trình đốt và xả, sau đó sẽ
tăng lại trong hành trình nạp.
 Mức năng lượng vào thơng qua van nạp: Tăng khi van nạp mở.
 Mức năng lượng ra thông qua van xả: Tăng khi van xả mở.
So sánh:
Ta có thể thấy đường màu đỏ (nhiệt truyền tới nước làm mát) của nhiên liệu C2H4 sẽ
lớn hơn của nhiên liệu C3H8 & C7H16 còn lại các đường khác là gần như tương
đương nhau.
2. Đồ thị lưu lượng dòng chảy (Flowrate):

Hình 27: So sánh đồ thị lưu lượng dịng chảy giữa C3H8 & C7H16 & C2H4
Nhận xét:

 Ta có thể thấy khi thay đổi nhiên liệu thì khơng ảnh hưởng nhiều đến sự thay
14



đổi các giá trị trong biểu đồ lưu lượng dòng chảy.
 Tỷ lệ đốt: Tăng ở hành trình đốt.
 Tỉ lệ tích lũy chất phản ứng trong xylanh: Mất đi trong hành trình đốt.
 Tỉ lệ tích lũy sản phẩm trong xylanh: Tăng lên trong hành trình đốt và mất đi
trong hành trình xả (Chất phản ứng mất sinh ra sản phẩm).
 Tỉ lệ lưu lượng khối lượng vào thông qua van nạp: Tăng khi van nạp mở.
 Tỉ lệ lưu lượng khối lượng vào thông qua van xả: Tăng khi van xả mở.
So sánh:
Ta thấy đường màu đỏ (tỷ lệ cháy), màu xanh lá (tỷ lệ tích lũy các chất phản ứng
trong xylanh) và màu lam (tỷ lệ tích lũy các chất sản phẩm trong xylanh) của nhiên liệu
C2H4 có giá trị khi đạt cực đại và cực tiểu đều lớn hơn của nhiên liệu C7H16 và C3H8.

3. Đồ thị khối lượng (Masses):

15


xét:

Nhận

Hình 28: So sánh đồ thị khối lượng (Masses) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4
 Việc thay đổi nhiên liệu có sự ảnh hưởng tương đối đến các khối lượng trong

động cơ đốt trong.
 Khối lượng khí cháy và khối lượng khí sót: Tăng trong khoảng thời gian đầu

của q trình đốt sau đó giảm do đã chuyển hết thành năng lượng.

 Khối lượng chất phản ứng trong xylanh: Tăng trong hành trình nạp và giảm

dần cho tới khi đốt.
 Khối lượng sản phẩm trong xylanh: Tăng sau hành trình đốt, sau đó giảm dần

do bị thải ra ngồi.
So sánh: Ta thấy 3 đồ thị của cả ba nhiên liệu đều tương đương nhau.
4. Đồ thị áp suất (Pressure):

16


Hình 29: So sánh đồ thị áp suất (Pressure) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4
Nhận xét:
 Thay đổi nhiên liệu có ảnh hưởng đến áp suất trong động cơ.
 Áp suất mơi trường ngồi vào: Ln ở mức cố định (do thiết lập).
 Áp suất trong xy lanh: Tăng ở quá trình nén và giảm dần trong quá trình nổ.
So sánh: Ta thấy đường màu đen của đồ thị nhiên liệu C7H16 có giá trị khi đạt cực đại cao
hơn nhiều so với nhiên liệu C2H4 và C3H8.

17


5. Đồ thị nhiệt độ (Temperature):

18


Hình 30: So sánh đồ thị nhiệt độ (Temperature) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4
Nhận xét:


 Việc thay đổi nhiên liệu có ảnh hưởng tương đối đến đồ thị nhiệt độ.
 Nhiệt độ khí cháy và khí sót: Tăng ở giai đoạn đầu của quá trình đốt và giảm
dần đi, khi van thải mở tốc nhiệt độ sẽ giảm xuống nhiều hơn và khi cả 2 van
nạp và thải đều mở, nhiệt độ sẽ giảm đi 1 phần đáng kể (do có sự trao đổi với
mơi trường bên ngồi).
 Nhiệt độ của khí vào từ mơi trường ngồi và nhiệt độ của hỗn hợp xả: Luôn
giữ ở mức cố định.
So sánh: Ta thấy đồ thị nhiệt độ tại các đường của cả hai nhiên liệu C3H8 và C7H16
gần như tương đương nhau. Nhưng ở đồ thị C2H4 thì có giá trị khi đạt cực đại và cực
tiểu đều nhỏ hơn của hai nhiên liệu C3H8 và C7H16.

19


6. Đồ thị vận tốc (Velocity):

Hình 31: So sánh đồ thị vận tốc (Velocities) giữa C3H8 & C7H16 & C2H4.

Nhận xét:
 Việc thay đổi nhiên liệu có ảnh hưởng tương đối đến các giá trị vận tốc trong
động cơ.
 Tốc độ dịng chảy ra thơng qua van xả: Tăng mạnh tại thời điểm van xả mở,
sau đó giảm mạnh và tăng lại dần và giảm khi van xả đóng, tại các thời điểm
còn lại bằng 0.
 Tốc độ dòng chảy vào thông qua van nạp: Tăng khi van nạp mở ra sau đó
giảm dần, sau đó tăng về 0 khi van nạp đóng.
 Tốc độ ngọn lửa: Tốc độ ngọn lửa lan bắt đầu tăng lên nhanh tại thời điểm
đánh lửa sớm và giảm dần ngay sau khi qua ĐCT.
 Tốc độ chảy rối trong vùng không cháy: Bắt đầu tăng khi van nạp mở và sau

20