Nghiên cứu tạo nhiên liệu giàu hyddro trên động cơ để cải thiện tính năng và phát thải

i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết 
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ 
đề tài nghiên cứu nào khác. 
 Hà Nội, tháng 09 năm 2017 
 Nghiên cứu sinh 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Sau đại học, 
Viện Cơ khí Động lực và Bộ môn Động cơ đốt trong đã cho phép tôi thực hiện luận án tại 
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau đại học và Viện Cơ khí 
Động lực về sự hỗ trợ và giúp đỡ trong suốt quá trình tôi làm luận án. 
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Hoàng Đình Long đã hướng dẫn tôi hết sức tận 
tình và chu đáo về mặt chuyên môn để tôi có thể thực hiện và hoàn thành luận án. 
Tôi xin chân thành biết ơn Quý thầy, cô Bộ môn và Phòng thí nghiệm Động cơ 
đốt trong - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội luôn giúp đỡ và dành cho tôi những điều 
kiện hết sức thuận lợi để hoàn thành luận án này. 
Tôi xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm các thành viên trong đề tài 
KC.05.TN05/11-15 đã cho tôi sử dụng kết quả nghiên cứu để làm luận án. 
Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Cao đẳng nghề cơ khí nông nghiệp, Lãnh 
đạo khoa động lực và các thầy trong Khoa đã hậu thuẫn và động viên tôi trong suốt quá 
trình nghiên cứu học tập. 
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy phản biện, các thầy trong hội đồng 
chấm luận án đã đồng ý đọc duyệt và góp các ý kiến quý báu để tôi có thể hoàn chỉnh luận 
án này và định hướng nghiên cứu trong tương lai. 
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người đã 
động viên khuyến khích tôi trong suốt thời gian tôi tham gia nghiên cứu và thực hiện công 
trình này. 
 Nghiên cứu sinh 
 Phạm Ngọc Anh 
iii 
 MỤC LỤC 
MỤC LỤC .................................................................................................................. iii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vii 
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ ix 
DANH MỤC HÌNH VẼ .............................................................................................. x 
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ - 1 - 
i. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... - 1 - 
ii. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................. - 1 - 
iii. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ - 1 - 
iv. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... - 2 - 
v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu .......................................... - 2 - 
vi. Điểm mới của luận án ............................................................................................ - 2 - 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................. - 3 - 
1.1 Vấn đề kiểm soát phát thải độc hại trong động cơ đốt trong ............................ - 3 - 
1.1.1 Đặc điểm phát thải độc hại của động cơ đốt trong .......................................... - 3 - 
1.1.2 Các biện pháp giảm phát thải độc hại ............................................................. - 4 - 
1.2 Nhiên liệu hydro cho động cơ đốt trong ............................................................. - 6 - 
1.2.1 Tính chất của khí hydro ................................................................................... - 6 - 
1.2.2 Động cơ đốt trong dùng đơn nhiên liệu hydro ............................................... - 9 - 
1.2.3 Động cơ đốt trong bổ sung hydro .................................................................. - 15 - 
1.2.4 Động cơ đốt trong bổ sung khí giàu hydro .................................................... - 20 - 
1.2.5 Kết luận về sử dụng hydro và khí giàu hydro trên động cơ .......................... - 22 - 
1.3 Các phương pháp sản xuất hydro và khí giàu hydro ...................................... - 23 - 
1.3.1 Giới thiệu chung ............................................................................................ - 23 - 
1.3.2 Điện phân nước ............................................................................................. - 23 - 
1.3.3 Khí hóa sinh khối .......................................................................................... - 24 - 
1.3.4 Biến đổi nhiệt hóa cồn hoặc nhiên liệu hydrocarbons .................................. - 24 - 
1.4 Tích trữ, vận chuyển và cung cấp hydro và khí giàu hydro cho động cơ đốt 
trong - 28 - 
iv 
1.4.1 Vấn đề tích trữ và vận chuyển hydro ............................................................ - 28 - 
1.4.2 Tạo hydro và khí giàu hydro ngay trên xe .................................................... - 29 - 
1.5 Kết luận chương 1 ............................................................................................... - 29 - 
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI NHIỆT 
HÓA NHIÊN LIỆU XĂNG ................................................................................. - 31 - 
2.1 Giới thiệu chung .................................................................................................. - 31 - 
2.2 Các phản ứng hóa học của quá trình biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu xăng ...... - 32 - 
2.2.1 Biến đổi nhiệt hóa xăng với hơi nước (SR) ................................................... - 32 - 
2.2.2 Ô xi hóa không hoàn toàn xăng (PO) ............................................................ - 35 - 
2.2.3 Biến đổi nhiệt hóa xăng với hơi nước và ô xy ở trạng thái tự cân bằng về nhiệt 
(ATR) ..................................................................................................................... - 37 - 
2.3 Tốc độ của phản ứng xúc tác ............................................................................. - 40 - 
2.3.1 Chất xúc tác ................................................................................................... - 40 - 
2.3.2 Trạng thái cân bằng hóa học của phản ứng biến đổi nhiệt hóa ..................... - 43 - 
2.3.3 Biểu thức tốc độ động học phản ứng biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu xăng ..... - 46 - 
2.4 Tốc độ thay đổi hàm lượng thành phần khí trong BXT .................................. - 51 - 
2.5 Kết luận chương 2 ............................................................................................... - 52 - 
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN SỰ TẠO KHÍ GIÀU HYDRO TRONG BXT BIẾN 
ĐỔI NHIỆT HÓA XĂNG TẬN DỤNG NHIỆT KHÍ THẢI TRÊN ĐỘNG CƠ 
HONDA WAVE- ............................................................................................... - 53 - 
3.1 Giới thiệu chung .................................................................................................. - 53 - 
3.1.1 Mục đích tính toán......................................................................................... - 53 - 
3.1.2 Nhiệt khí thải của động cơ và khả năng tận dụng ......................................... - 53 - 
3.1.3 Sơ đồ BXT biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu tận dụng nhiệt khí thải ................. - 54 - 
3.2 Mô hình tính toán ............................................................................................... - 58 - 
3.2.1 Mô hình trao đổi nhiệt giữa khí thải và BXT ................................................ - 58 - 
3.2.2 Mô hình tính toán quá trình biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu trong BXT .......... - 61 - 
3.3 Kết quả tính toán và bàn luận ........................................................................... - 65 - 
3.3.1 Các thông số vào ........................................................................................... - 65 - 
3.3.2 Kết quả tính toán quá trình SR tận dụng nhiệt khí thải ................................. - 67 - 
3.3.3 Kết quả tính toán quá trình PO ...................................................................... - 72 - 
v 
3.3.4 Kết quả tính toán quá trình ATR ................................................................... - 74 - 
3.3.5 Kết hợp SR và PO tận dụng nhiệt khí thải .................................................... - 77 - 
3.4 Kết luận chương 3 ............................................................................................... - 81 - 
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .................................................. - 82 - 
4.1 Giới thiệu chung .................................................................................................. - 82 - 
4.1.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu thực nghiệm ............................................ - 82 - 
4.1.2 Đối tượng, chế độ và điều kiện thử nghiệm .................................................. - 83 - 
4.1.3 Nhiên liệu thử nghiệm ................................................................................... - 83 - 
4.2 Thiết kế, chế tạo hệ thống tạo và cấp khí giàu H2 trên động cơ ..................... - 83 - 
4.2.1 Thiết kế chế tạo BXT .................................................................................... - 83 - 
4.2.2 Thiết kế lắp đặt hệ thống tạo và cung cấp khí giàu H2 trên động cơ ............ - 85 - 
4.3 Trang thiết bị thử nghiệm .................................................................................. - 86 - 
4.3.1 Phanh thuỷ lực .............................................................................................. - 87 - 
4.3.2 Cảm biến tốc độ động cơ .............................................................................. - 88 - 
4.3.3 Thiết bị đo lượng nhiên liệu tiêu thụ ............................................................. - 88 - 
4.3.4 Tủ phân tích khí thải AVL CEB II ............................................................... - 89 - 
4.3.5 Chương trình thử nghiệm .............................................................................. - 94 - 
4.4 Kết quả thử nghiệm ............................................................................................ - 96 - 
4.4.1 Đánh giá độ tin cậy của mô hình tính toán biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu ..... - 96 - 
4.4.2 Tính năng làm việc của động cơ ở 70% tải ................................................... - 98 - 
4.4.3. Tính năng làm việc của động cơ ở toàn tải ................................................ - 101 - 
4.5 Kết luận chương 4 ............................................................................................. - 103 - 
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ......................................................... - 104 - 
Kết luận .................................................................................................................... - 104 - 
Hướng phát triển..................................................................................................... - 104 - 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 105 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .................. 112 
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 113 
Phụ lục 1. Chương trình tính toán mô phỏng quá trình phản ứng biến đổi nhiệt 
hóa xăng ........................................................................................................................ 113 
vi 
Phụ lục 2. Kết quả tính toán quá trình SR ................................................................ 120 
Phụ lục 3. Một số hình ảnh thử nghiệm ..................................................................... 121 
vii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 
Danh mục ký hiệu 
Ký hiệu Tên gọi 
CO Oxit cacbon 
HC Hydro cacbon 
NOx Oxit nitơ 
SO2 Oxit lưuhuynh 
N2 Nitơ 
CO2 Cacbonnic 
H2O Nước 
α Hệ số dư lượng không khí 
N2O Protoxit 
C2H6O Ethanol 
CH4 Metan 
H2 Hydro 
viii 
Danh mục chữ viết tắt 
BSEC Suất tiêu hao năng lượng có ích 
BTL Bio-mass To Liquid 
BXT Bộ xúc tác 
CEB-II Hệ thống phân tích khí thải 
CHK Chế hòa khí 
CKĐL Cơ khí động lực 
CNG Khí thiên nhiên nén 
CR Biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu với khí các bon níc 
ĐCĐT Động cơ đốt trong 
ĐHBK HN Đại học Bách khoa Hà Nội 
DME Dimethyl ether 
ETB Băng thử động lực học cao 
FAME Fatty Acid Methyl Ester 
HCNG Hỗn hợp nhiên liệu hydro/CNG 
HVO Hydrotreating Vegetable Oil 
LNG Khí thiên nhiên hóa lỏng 
LPG Dầu mỏ hóa lỏng 
NG Khí thiên nhiên 
NGV Xe chạy nhiên liệu khí thiên nhiên 
PO Ô xi hóa không hoàn toàn nhiên liệu 
SR Biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu với hơi nước 
ATR Biến đổi nhiệt hóa xăng với hơi nước và ô xi ở trạng thái tự cân bằng 
về nhiệt 
ix 
DANH MỤC BẢNG BIỂU 
Bảng 1.1 Một số tính chất của hydro, mê-tan, xăng [39, 101] ..................................................... - 7 - 
Bảng 2.1 Năng lượng tạo thành (enthalpy of formation) của một số chất ở 298K [33, 36] ......... - 34 - 
Bảng 2.2. Ưu nhược điểm của các phương pháp tạo ra hydro ..................................................... - 40 - 
Bảng 2.3 Các hằng số động học phản ứng [87] .......................................... - 50 - 
Bảng 2.4 Các hằng số cân bằng [49, 75] ...................................................................................... - 50 - 
Bảng 2.5 Các hằng số hấp thụ [49, 75] ........................................................................................ - 50 - 
Bảng 3.1 Đặc tính kỹ thuật của chất xúc tác Ni-0309S ................................................................ - 55 - 
Bảng 3.2. Các thông số kỹ thuật của động cơ thử nghiệm Honda Wave- ................................. - 57 - 
Bảng 3.3 Các thông số vào của BXT (xác định từ thực nghiệm) ................................................. - 66 - 
Bảng 3.4 Hàm lượng và tỷ suất tạo khí giàu hydro ...................................................................... - 69 - 
Bảng 3.5 Nhiệt độ BXT và tỷ suất tạo H2 ở các chế độ tải (Số liệu đồ thị Hình 3.11) ................ - 72 - 
Bảng 3.6 Hàm lượng và tỷ suất tạo khí giàu hydro của quá trình PO .......................................... - 73 - 
Bảng 3.7 Hàm lượng và tỷ suất tạo khí giàu hydro ...................................................................... - 75 - 
Bảng 3.8 Thông số khí thải vào BXT ........................................................................................... - 78 - 
Bảng 3.9 Kết quả tính toán kết hợp SR vàPO có tận dụng nhiệt khí thải .................................... - 78 - 
Bảng 4.1 Các thông số cấp nguyên liệu của BXT ........................................................................ - 95 - 
Bảng 4.2 Kết quả tính toán và thực nghiệm quá trình SR ............................................................ - 97 - 
Bảng 4.3 Thành phần H2 và khí giàu H2 trong khí nạp của động cơ .... ... COw','H2w', 
 & 'mfin','mfout','mfcvt','c8cvt','molH2', 
 & 'molH2fin','molH2fcv','molCOfin','molCOfcv', 
 & 'molCO2fi','molCO2fc','molH2Ofi','molH2Ofc' 
 delr=delrz 
 delz=delrz 
Initial conditions:t=0 
 mixgas=1.+af+wf !tong mol khi nap /mol nl 
 cin(1)=1./mixgas !ty le mol nhien lieu 
 cin(2)=1./mixgas*af*0.21 !O2 
 cin(3)=0 !CO2 
 cin(4)=1./mixgas*wf !H2O 
 cin(5)=0 !CO 
 cin(6)=1.e-10 !H2 
 cin(7)=1./mixgas*af*0.79 !N2 
 mmolgin=(cin(1)*114.+cin(2)*32.+cin(3)*44.+cin(4)*18.+ 
 & cin(5)*28.+cin(6)*2.+cin(7)*28) 
 Rgmin=8314./mmolgin 
 pt=pgas 
 T0=Tw0 
 Tgin=Tgasin 
 volcata=sopi*(irmax*delr)**2*izmax*delz*1000. 
 SV=88.*(1+wf+af)*2. 
 vgasin=SV*volcata 
 vin=vgasin*1.e-3/3600. 
 uin=vin/sopi/(irmax*delr)**2/voidg 
 molgasin=vin*293./Tgin/22.4*1000. 
 mgasin=molgasin*mmolgin/1000. 
 molfin=molgasin*Cin(1) 
 mfin=molfin*114/1000. 
 vc8in=vgasin/mixgas 
 do iz=0,izmax 
 u(iz)=uin 
 end do 
 Sgeo=sopi/0.75/dp 
 Void=voidg 
 time=0. 
 do ig=1,igmax 
115 
 do ir=0,irmax 
 do iz=-1,0 
 c(ig,ir,iz)=cin(ig)*pt*1.e5/8.314/Tgin !mol/m3 
 end do 
 end do 
 end do 
 do iz=0,izmax 
 Rgmc(iz)=Rgmin 
 vgasl(iz)=vin 
 Mgas(iz)=mmolgin 
 end do 
 vairintg=vgasin/(1.+wf)*afratio 
 vairin=vairintg*Tairin/Tgin 
 molairin=pair*1.e5*vairin*1.e-3/3600./8.314/Tairin 
 moxy(-1)=0 
 moxy(0)=0 
 mnit=0.79*molairin 
 coxy(-1)=0 
 coxy(0)=0 
 do iz=0,1 
 Tair(iz)=Tairin 
 htt(iz)=1.e-1 
 end do 
 do ir=0,irmax 
 do iz=-1,izmax+1 
 T(ir,iz)=500. 
 end do 
 T(ir,0)=Tw0 
 end do 
 Tg(0)=Tgin 
 Tg(-1)=Tgin 
 do ir=1,irmax 
 s(ir)=(irmax-ir+1)**2-(irmax-ir)**2 
 end do 
 vairin=vkt 
 dout=2*((irmax*delr)+bw) 
 airVelo=vairin*4./3600./sopi/((dout+0.02)**2-dout**2) 
 airRe=airvelo*dout/68.e-6 
 Nuair=0.023*0.695**0.333*airRe**0.8 
 houter=nuair*52.e-3/dout 
Start *************************************************************************** 
 len=0 
 time=0 
 do 100 it=1,itmax 
 do ir=0,irmax 
 do iz=-1,izmax+1 
 T(0,iz)=Tw0 
 end do 
 end do 
 Qt=0 
 time=time+delt 
 moleo2=0 
 do 200 ir=0,irmax 
 do 300 iz=0,izmax 
 if (Tg(iz) .lt. 300.) Tg(iz)=300. 
 if (T(ir,iz) .lt. 400.) T(ir,iz)=400. 
 if (Tg(iz) .lt. 1100.) Tga=Tg(iz) 
 if (Tg(iz) .ge. 1100.) Tga=1100. 
 if (T(ir,iz) .lt. 1100.) Tw=T(ir,iz) 
 if (T(ir,iz) .ge. 1100.) Tw=1100. 
 cpcat=cpcatx(Tw) 
 K=Kcatx(Tw) 
 ctotal=c(1,ir,iz)+c(2,ir,iz)+c(3,ir,iz)+ 
 & c(4,ir,iz)+c(5,ir,iz)+c(6,ir,iz)+c(7,ir,iz) 
 do ig=1,igmax 
 cpct(ig)=c(ig,ir,iz)/ctotal 
 if (cpct(ig) .lt. 1.e-30) cpct(ig)=1.e-30 
116 
 end do 
 if (cpct(2) .lt. 1.e-12) Rre1=0 
 cpg=(cp1(Tga)*cpct(1)+cp2(Tga)*cpct(2)+ 
 & cp3(Tga)*cpct(3)+cp4(Tga)*cpct(4)+ 
 & cp5(Tga)*cpct(5)+cp6(Tga)*cpct(6)+ 
 & cp7(Tga)*cpct(7))*1000./Mgas(iz) 
 Rgm=8.314e3/Mgas(iz) 
 if(ir .eq. irmax) Rgmc(iz)=Rgm 
 rog=pt*1.e5/Rgm/Tg(iz) 
 mvis=mvisg(Tga) 
 Kga=Kgas(Tga) 
 G0=u(iz)*rog 
 Re=G0/Sgeo/mvis/shi 
 if (Re .lt. 50.) then 
 CJh=0.91*Re**(-0.51)*shi 
 else 
 CJh=0.61*Re**(-0.41)*shi 
 end if 
 hc=CJh*cpg*G0/(cpg*mvis/Kga)**(2./3.) 
 ntu=hc*delz*Sgeo/u(iz)/rog/cpg 
 Tg(iz+1)=T(ir,iz)+(Tg(iz)-T(ir,iz))*exp(-ntu) 
 A=ropore*cpcat 
 do ig=1,igmax 
 pi(ig)=cpct(ig)*pt 
 if (pi(ig) .lt. 0) pi(ig)=0 
 end do 
 if (pi(6) .lt. pt*3.e-2) then 
 ph2=pt*3.e-2 
 else 
 ph2=pi(6) 
 end if 
 Q1=1.+Ka1(T(ir,iz))*pi(1)+Ka2(T(ir,iz))*pi(2)**0.5 
 Rre1=eta1*kr1(T(ir,iz))*pi(1)*pi(2)**0.5/Q1**2 
 Q2=1.+Kadr5(T(ir,iz))*pi(5)+Kadr6(T(ir,iz))*pi(6)+ 
 & Kadr1(T(ir,iz))*pi(1)+Kadr4(T(ir,iz))*pi(4)/ph2 
 Rre2=eta2*kr2(T(ir,iz))/ph2**2.5*(pi(1)*pi(4) 
 & -pi(6)**3*pi(5)/Kc2(T(ir,iz)))/Q2**2 
 Rre3=eta3*kr3(T(ir,iz))*pi(1)* 
 & pi(3)*(1-(pi(5)**2*pi(6)**2)/(Kc3(T(ir,iz))*pi(8)*pi(3))) 
 Rre4=eta4*kr4(T(ir,iz))/ph2**3.5*(pi(1)* 
 & pi(4)**2-pi(6)**4*pi(3)/Kc4(T(ir,iz)))/Q2**2 
 Rre5=eta5*kr5(T(ir,iz))/ph2*(pi(5)*pi(4)- 
 & pi(6)*pi(3)/Kc5(T(ir,iz)))/Q2**2 
 r(1)=-(Rre1+Rre2+Rre3+Rre4) !C8H18 
 r(2)=-12.5*Rre1 !O2 
 r(3)=8.*Rre1-8.*Rre3+8.*Rre4+Rre5 !CO2 
 r(4)=9.*Rre1-8.*Rre2-16.*Rre4-Rre5 !H2O 
 r(5)=8.*Rre2+16.*Rre3-Rre5 !CO 
 r(6)=17.*Rre2+9.*Rre3+25.*Rre4+Rre5 !H2 
 r(7)=0 !N2 
 Q=rocat*(5065.e3*Rre1-1310.e3*Rre2-1639.e3*Rre3 
 & -980.e3*Rre4+41.e3*Rre5) 
 Qt=Qt+Q*sopi*delr**2*((irmax-ir)**2-(irmax-ir-1)**2)*delz 
Dispersion coefficent 
 d(1)=void*(sqrt(void)*Ddf1(T(ir,iz))/pt*1.013+0.5*dp*u(iz)) 
 d(2)=void*(sqrt(void)*Ddf2(T(ir,iz))/pt*1.013+0.5*dp*u(iz)) 
 d(3)=void*(sqrt(void)*Ddf3(T(ir,iz))/pt*1.013+0.5*dp*u(iz)) 
 d(4)=void*(sqrt(void)*Ddf4(T(ir,iz))/pt*1.013+0.5*dp*u(iz)) 
 d(5)=void*(sqrt(void)*Ddf5(T(ir,iz))/pt*1.013+0.5*dp*u(iz)) 
 d(6)=void*(sqrt(void)*Ddf6(T(ir,iz))/pt*1.013+0.5*dp*u(iz)) 
 d(7)=void*(sqrt(void)*Ddf7(T(ir,iz))/pt*1.013+0.5*dp*u(iz)) 
 if (ir .eq. 0) then 
 Tmem=0.5*T(ir,iz)+0.5*Tair(iz) 
 if (cpct(2) .ge. coxy(iz)*pair/pt) then 
 o2p(iz)=0 
 else 
 o2p(iz)=7.34e-7*exp(-62700./Rg/Tmem)*Tmem/hmem* 
117 
 & log(coxy(iz)*pair/(cpct(2)*pt))*o2permea 
 end if 
 o2p(iz)=0 
 moxy(iz+1)=moxy(iz)-2.*sopi*((irmax*delr)+bw)*delz*o2p(iz) 
 coxy(iz+1)=moxy(iz+1)/(moxy(iz+1)+mnit) 
 moleo2=moleo2+2.*sopi*((irmax*delr)+bw)*delz*o2p(iz) 
 if(iz .eq. 0) moleo2=0 
 moleo2=0 
 o2fz(iz)=moleo2/(pt*1.e5*vc8in*1.e-3/3600./8.314/Tgin) 
 Tair(iz+1)=Tair(iz)+2.*sopi*((irmax*delr)+bw)*delz*htt(iz)* 
& (T(0,iz)-Tair(iz))/ 
 & (moxy(iz)*cp2(Tair(iz))+mnit*cp7(Tair(iz))) 
 do ig=1,igmax 
 c(ig,ir,iz+1)=delz/u(iz)* 
 & (u(iz)*c(ig,ir,iz)/delz+rocat*r(ig)+ 
 & d(ig)/delr**2*(c(ig,ir+1,iz)-c(ig,ir,iz))- 
 & d(ig)/(irmax-ir)/delr**2*(c(ig,ir+1,iz)-c(ig,ir,iz))) 
 if (c(ig,ir,iz+1) .lt. 0) c(ig,ir,iz+1)=0 
 end do 
 else if (ir .gt. 0 .and. ir .lt. irmax) then 
 do ig=1,igmax 
 c(ig,ir,iz+1)=delz/u(iz)* 
 & (u(iz)*c(ig,ir,iz)/delz+rocat*r(ig)+ 
 & d(ig)/delr**2*(c(ig,ir+1,iz)-2*c(ig,ir,iz)+c(ig,ir-1,iz))- 
 & d(ig)/(irmax-ir)/delr**2*(c(ig,ir+1,iz)-c(ig,ir,iz))) 
 if (c(ig,ir,iz+1) .lt. 0) c(ig,ir,iz+1)=0 
 end do 
 Bt2=(1./delt-2.*K/A/delz**2-2.*K/A/delr**2+ 
 & K/A/(irmax-ir)/delr**2-Sgeo*hc/A) 
 Tt(ir,iz)=delt*((K/A/delr**2-K/A/(irmax-ir)/delr**2)* 
& T(ir+1,iz)+K/A/delr**2*T(ir-1,iz)+ 
 & K/A/delz**2*(T(ir,iz+1)+T(ir,iz-1))+Bt2*T(ir,iz)+ 
 & Q/A+Sgeo*hc/A*Tg(iz)) 
 else if (ir .eq. irmax) then 
 do ig=1,igmax 
 c(ig,ir,iz+1)=delz/u(iz)* 
 & (u(iz)*c(ig,ir,iz)/delz+rocat*r(ig)+ 
 & 2*d(ig)/delr**2*(2*c(ig,ir-1,iz)-2*c(ig,ir,iz))) 
 if (c(ig,ir,iz+1) .lt. 0) c(ig,ir,iz+1)=0 !c(ig,ir,iz) 
 end do 
 Bt1=(1./delt-2.*K/A/delz**2-4.*K/A/delr**2-Sgeo*hc/A) 
 Tt(ir,iz)=delt*(2.*K/A/delr**2*(T(ir-1,iz)+T(ir-1,iz))+ 
 & K/A/delz**2*(T(ir,iz+1)+T(ir,iz-1))+Bt1*T(ir,iz)+ 
 & Q/A+Sgeo*hc/A*Tg(iz)) 
 end if 
C**** Ptint data in z direction 
 if (it .eq. itmax .and. ir .eq. irmax .and. mod(iz,4) .eq. 0) then 
 ctotal=c(1,ir,iz)+c(2,ir,iz)+c(3,ir,iz)+ 
 & c(4,ir,iz)+c(5,ir,iz)+c(6,ir,iz)+c(7,ir,iz) 
 do ig=1,igmax 
 cpct(ig)=c(ig,ir,iz)/ctotal 
 end do 
 do ig=1,igmax 
 cpctd(ig)=cpct(ig)/(1.-cpct(4)) 
 end do 
 c8cvt=(mfin-c(1,ir,iz)*vgasl(iz)*114./1000.)/mfin 
 write(4,62)iz*delz,Tg(iz),T(ir,iz),c8cvt, 
 & (cpctd(ig)*100.,ig=1,igmax-1), 
 & (cpct(ig)*100.,ig=1,igmax-1),Qt 
 end if 
C**** Tinh he so truyen nhiet qua thanh 
 if (ir .eq. irmax-1) then 
 hiner=0.027*kga/2./(irmax*delr)*(2*(irmax*delr)*u(iz)*rog/ 
 & void/mvis)**0.8*(mvis*cpg/kga)**0.33 
 Raa=dout**3*9.81/Tair(iz)*100.*0.7/(21.e-6)**2 
 htt(iz)=1./(1./hiner+bw/10.7+1./houter)*heat 
 end if 
118 
 300 continue 
 200 continue 
 o2fratio=moleo2/(pt*1.e5*vc8in*1.e-3/3600./8.314/Tgin) 
 o2fratio=0 
 Do iz=0,izmax 
 Tgtb(iz)=0 
 do ir=1,irmax 
 Tgtb(iz)=Tg(iz) 
 end do 
 do ig=1,igmax 
 cg(ig)=0 
 do ir=1,irmax 
 cg(ig)=cg(ig)+s(ir)*c(ig,ir,iz)/(irmax**2*1.) 
 end do 
 end do 
 ctotal=cg(1)+cg(2)+cg(3)+cg(4)+cg(5)+cg(6)+cg(7) 
 ctong(iz)=ctotal 
 do ig=1,igmax 
 cpct(ig)=cg(ig)/ctotal 
 end do 
 do ig=1,igmax 
 cpctd(ig)=cpct(ig)/(1.-cpct(4)) 
 end do 
 Mgas(iz)=cpct(1)*114.+cpct(2)*32.+cpct(3)*44.+ 
 & cpct(4)*18.+cpct(5)*28.+cpct(6)*2.+ 
 & cpct(7)*28. 
 vgasl(iz)=Mgasin/Mgas(iz)*22.4*Tgtb(iz)/293. 
 u(iz)=vgasl(iz)/(sopi*irmax**2*delr**2*voidg) 
 molgout=Mgasin/Mgas(iz)*1000. 
 mfout=molgout*cpct(1)*114./1000. 
 gf=mfin-mfout+1.e-10 
 c8cvt=gf/mfin*100. 
 molCO2fi=molgout*cpct(3)/mfin/1000. 
 molCO2fc=molgout*cpct(3)/gf/1000. 
 mH2Ofin=molgout*cpct(4)*18./mfin/1000. 
 mH2Ofcv=molgout*cpct(4)*18./gf/1000. 
 molCOfin=molgout*cpct(5)/mfin/1000. 
 molCOfcv=molgout*cpct(5)/gf/1000. 
 molH2=molgout*cpct(6) 
 molH2fin=molH2/mfin/1000. 
 molH2fcv=molH2/gf/1000. 
 molgoutd=molgout*(1.-cpct(4)) 
 if (mod(it,100) .eq. 0 .and. iz .eq. izmax) then 
 Qt=Qt+mfin*386.e3 
 Qtf=Qt/mfin/1000. 
 Qtfcvt=Qt/gf/1000. 
 write(1,56)time,T(irmax,2),T(irmax,izmax), 
 & (cpctd(ig)*100.,ig=1,igmax-1),(cpct(ig)*100.,ig=1,igmax-1), 
 & mfin*1000.,mfout*1000.,gf*1000.,c8cvt,molH2,molH2fin,molH2fcv, 
 & molCOfin,molCOfcv,molCO2fi,molCO2fc,mH2Ofin,mH2Ofcv, 
 & Qt,Qtf,Qtfcvt,molgoutd 
 write(*,54)time,cpctd(6)*100.,c8cvt,molgasin, molgout, 
 & mmolgin,Mgas(iz),mfin*1000.,molgoutd 
 endif 
 if (it .eq. itmax .and. mod(iz,2) .eq. 0) then !itmax 
 write(41,62)iz*1./izmax,Tgtb(iz),T(0,iz), 
 & (cpctd(ig)*100.,ig=1,igmax-1),(cpct(ig)*100.,ig=1,igmax-1), 
 & mfin*1000.,mfout*1000.,gf*1000.,c8cvt,molH2,molH2fin,molH2fcv, 
 & molCOfin,molCOfcv,molCO2fi,molCO2fc,mH2Ofin,mH2Ofcv 
 end if 
 if (it .eq. itmax .and. iz .eq. izmax ) 
 & write(*,*) c(2,ir,iz),pi(2),Rre1,r(1),r(2),r(3),r(4),r(5),r(6), Q 
 end do 
 do iz=0,izmax 
 if (it .eq. itmax .and. mod(iz,4) .eq. 0) then 
 do ir=0,irmax 
119 
 ctr(ir)=c(1,ir,iz)+c(2,ir,iz)+c(3,ir,iz)+c(4,ir,iz)+ 
 & c(5,ir,iz)+c(6,ir,iz)+c(7,ir,iz) 
 cir1(ir)=c(1,ir,iz)/ctr(ir) 
 cir2(ir)=c(2,ir,iz)/ctr(ir) 
 cir3(ir)=c(3,ir,iz)/ctr(ir) 
 cir4(ir)=c(4,ir,iz)/ctr(ir) 
 cir5(ir)=c(5,ir,iz)/ctr(ir) 
 cir6(ir)=c(6,ir,iz)/ctr(ir) 
 cird1(ir)=c(1,ir,iz)/(ctr(ir)-c(4,ir,iz)) 
 cird2(ir)=c(2,ir,iz)/(ctr(ir)-c(4,ir,iz)) 
 cird3(ir)=c(3,ir,iz)/(ctr(ir)-c(4,ir,iz)) 
 cird4(ir)=c(4,ir,iz)/(ctr(ir)-c(4,ir,iz)) 
 cird5(ir)=c(5,ir,iz)/(ctr(ir)-c(4,ir,iz)) 
 cird6(ir)=c(6,ir,iz)/(ctr(ir)-c(4,ir,iz)) 
 end do 
 write(42,72)iz*delz,(T(ir,iz),ir=0,irmax,jr), 
 & (cird1(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cird2(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cird3(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cird4(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cird5(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cird6(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cir1(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cir2(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cir3(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cir4(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cir5(ir)*100.,ir=0,irmax,jr), 
 & (cir6(ir)*100.,ir=0,irmax,jr) 
 end if 
 end do 
 do iz=0,izmax 
 Tt(0,iz)=1./(1.+htt(iz)*delr/K)* 
 & (Tt(1,iz)+htt(iz)*delr/K*Tair(iz)) 
 end do 
 do ir=0,irmax 
 do iz=0,izmax 
 T(ir,iz)=Tt(ir,iz) 
 end do 
 T(ir,-1)=T(ir,0) 
 T(ir,izmax+1)=T(ir,izmax) 
 end do 
 do ir=0,irmax 
 do ig=1,igmax 
 c(ig,ir,0)=cin(ig)*pt*1.e5/8.314/Tgin 
 c(ig,ir,-1)=c(ig,ir,0) 
 end do 
 end do 
 100 continue 
 50 format(1x,A6,2(1x,A6),12(1x,A5),17(1x,A20)) 
 51 format(1x,A7,7(1x,A8)) 
 52 format(1x,A7,7(1x,f8.6)) 
 53 format(1x,A7,3(1x,f15.5)) 
 54 format(3(1x,f5.0),10(1x,f9.6)) 
 55 format(1x,f6.2,2(1x,f6.0),6(1x,f6.2)) 
 56 format(1x,f6.0,2(1x,f6.0),12(1x,f5.1),17(1x,f20.9)) 
 57 format(1x,f7.2,7(1x,f8.2)) 
 58 format(1x,f7.3,7(1x,f8.2)) 
 59 format(1x,f7.0,7(1x,f8.2)) 
 60 format(1x,I3,1x,f10.0,1x,f15.6,6(1x,f8.2)) 
 61 format(1x,A10,2(1x,A6),12(1x,A5),13(1x,A20)) 
 62 format(1x,f10.6,2(1x,f6.0),12(1x,f5.1),13(1x,f20.9)) 
 63 format(1x,I2,1x,f6.0,6(1x,f6.3),2(1x,f6.0),2(1x,f6.3)) 
 71 format(92(1x,A6)) 
 72 format(1x,f6.3,7(1x,f6.1),7(1x,f6.2),7(1x,f6.2), 
 & 35(1x,f6.2),7(1x,f6.3),28(1x,f6.2)) 
 end 
120 
Phụ lục 2. Kết quả tính toán quá trình SR 
Phụ lục 2.1 Diễn biến nhiệt độ khí thải, nhiệt độ chất xúc tác và thành phần khí trong BXT 
dọc theo chiều dài BXT ở toàn tải của động cơ (Đồ thị Hình 3.5, 3.6, 3.7) 
L/LBXT 
T_Khí 
thải 
T_Hạt 
xúc tác 
Thành phần khí ẩm Thành phần khí khô 
HC CO2 H2O CO H2 HC CO2 CO H2 
0,000 700 500 5,000 0,000 95,000 0,000 0,000 100,000 0,000 0,000 0,000 
0,027 699 580 5,000 0,000 95,000 0,000 0,000 100,000 0,000 0,000 0,000 
0,054 698 615 5,000 0,000 95,000 0,000 0,000 100,000 0,000 0,000 0,000 
0,081 697 626 5,000 0,000 95,000 0,000 0,000 100,000 0,000 0,000 0,000 
0,108 696 626 5,000 0,000 95,000 0,000 0,000 100,000 0,000 0,000 0,000 
0,135 695 625 5,000 0,000 95,000 0,000 0,000 100,000 0,000 0,000 0,000 
0,162 694 625 5,000 0,000 95,000 0,000 0,000 100,000 0,000 0,000 0,000 
0,189 693 624 5,000 0,000 95,000 0,000 0,000 100,000 0,000 0,000 0,000 
0,216 690 622 3,682 2,999 78,991 0,824 12,154 17,526 14,276 3,923 57,850 
0,243 680 618 3,085 4,982 68,638 1,555 20,080 9,837 15,886 4,959 64,025 
0,270 671 615 2,848 6,094 61,530 2,125 25,653 7,403 15,840 5,523 66,684 
0,297 666 613 2,683 6,801 57,250 2,615 29,452 6,276 15,908 6,116 68,893 
0,324 657 610 2,518 7,132 54,259 3,058 32,233 5,506 15,592 6,685 70,468 
0,351 651 608 2,358 7,445 52,031 3,609 34,457 4,988 15,750 7,636 71,837 
0,378 648 607 2,058 8,008 48,560 4,318 37,156 4,001 15,567 8,394 72,232 
0,405 643 605 1,921 8,254 46,645 4,567 38,613 3,600 15,471 8,559 72,371 
0,432 640 604 1,791 8,481 44,836 4,913 39,979 3,247 15,375 8,906 72,473 
0,459 637 603 1,555 8,873 41,547 5,581 42,445 2,660 15,180 9,547 72,613 
0,486 631 601 1,447 9,042 40,048 5,903 43,560 2,414 15,083 9,846 72,658 
0,514 629 600 1,346 9,197 38,637 6,217 44,603 2,194 14,987 10,131 72,688 
0,541 626 599 1,161 9,467 36,054 6,818 46,500 1,816 14,805 10,662 72,718 
0,568 626 599 1,076 9,585 34,867 7,107 47,364 1,652 14,717 10,912 72,719 
0,595 623 598 0,996 9,693 33,746 7,386 48,180 1,503 14,630 11,149 72,719 
0,622 620 597 0,847 9,885 31,672 7,920 49,676 1,240 14,467 11,592 72,702 
0,649 617 596 0,778 9,970 30,707 8,178 50,367 1,123 14,388 11,802 72,687 
0,676 617 596 0,713 10,048 29,793 8,425 51,022 1,015 14,312 12,000 72,673 
0,703 614 595 0,591 10,189 28,086 8,900 52,235 0,821 14,168 12,375 72,635 
0,730 612 594 0,533 10,252 27,287 9,128 52,800 0,734 14,100 12,553 72,614 
0,757 612 594 0,479 10,311 26,524 9,348 53,338 0,652 14,034 12,722 72,593 
0,784 612 593 0,376 10,419 25,090 9,769 54,345 0,502 13,909 13,041 72,548 
0,811 612 593 0,328 10,467 24,415 9,973 54,817 0,434 13,848 13,194 72,524 
0,838 611 592 0,281 10,513 23,769 10,169 55,269 0,369 13,790 13,339 72,501 
0,865 610 592 0,194 10,596 22,544 10,547 56,119 0,251 13,680 13,617 72,453 
0,892 610 592 0,152 10,634 21,967 10,727 56,520 0,195 13,627 13,747 72,431 
0,919 609 591 0,113 10,670 21,409 10,904 56,904 0,143 13,577 13,874 72,406 
0,946 609 591 0,037 10,735 20,353 11,242 57,633 0,046 13,478 14,115 72,361 
0,973 608 590 0,001 10,767 19,852 11,403 57,977 0,001 13,434 14,328 72,338 
1,000 608 590 0,001 10,767 19,852 11,403 57,977 0,001 13,319 14,314 72,338 
121 
Phụ lục 3. Một số hình ảnh thử nghiệm 
122