Nghiên cứu mới về phun amoniac lỏng trong động cơ đốt trong: Phân tích hành vi phun và tác động của thiết kế vòi phun đến quá trình bốc hơi và sôi chớp nhoáng
Ngày 20 tháng 8 năm 2026
Annie Nguyễn
Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Energy & Fuels của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ đã thực hiện thí nghiệm và phân tích các chùm tia phun amoniac lỏng, một chất mang năng lượng không carbon đang nhận được sự quan tâm ngày càng tăng cho các ứng dụng khó khử carbon như vận tải biển.
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Felix Leach dẫn đầu đã sử dụng kim phun đa lỗ Spray M của Mạng lưới Động cơ Đốt trong (ECN) và so sánh hiệu suất của nó với một kim phun thương mại có sẵn. Họ đã áp dụng các kỹ thuật hình ảnh bóng tốc độ cao và đo lưu lượng khối dựa trên áp suất để đặc trưng hóa các thông số như độ xuyên sâu của chùm tia, tốc độ xuyên, góc chùm phun và lưu lượng khối tức thời trong các điều kiện áp suất môi trường từ 1 đến 15 bar và áp suất phun 100 và 150 bar.
Phát hiện quan trọng của nghiên cứu cho thấy hành vi phun amoniac lỏng có thể được phân chia thành ba chế độ riêng biệt dựa trên tỷ lệ áp suất bão hòa trên áp suất môi trường: chế độ kiểm soát bởi lực kéo, chế độ kiểm soát bởi bay hơi, và chế độ sôi chớp nhoáng loe lửa (flare flash boiling). Điều thú vị là trong khi các chế độ này được quan sát thấy ở cả hai loại kim phun, thì sự chuyển đổi giữa chúng phụ thuộc mạnh mẽ vào hình dạng kim phun. Cụ thể, kim phun Spray M của ECN bước vào chế độ sôi chớp nhoáng loe lửa ở tỷ lệ áp suất thấp hơn, có thể do cấu trúc khoan lõm dài hơn thúc đẩy hiện tượng xâm thực bên trong kim phun.
Nghiên cứu cũng lần đầu tiên cung cấp các phép đo lưu lượng khối và các thông số phun chi tiết cho kim phun ECN Spray M trong điều kiện sôi chớp nhoáng. Các dữ liệu này sẽ đóng vai trò là tiêu chuẩn tham chiếu thực nghiệm để xác nhận và phát triển các mô hình CFD, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của thiết kế kim phun trong việc phát triển các hệ thống phun và đốt amoniac.
