So sánh bức xạ của bồ hóng trong ngọn lửa Diesel cho bởi mô hình và thực nghiệm

4
w
4
k
o
w
kkw
100
T
100
T
C
2
1
q (1) 
 Thơng thường nhiệt độ thành buồng cháy của động cơ luơn được giữ ổn định nhờ hệ 
thống làm mát bằng nước nên cĩ thể xem như nhiệt độ thành buồng cháy ổn định khoảng 
Tw700K, nhiệt độ khí cháy bức xạ trong động cơ Diesel từ Tk1800-2600K, Co=5,67, buồng 
cháy động cơ được xem như vật xám cĩ w  0,82. Vấn đề cịn lại là xác định hệ số bức xạ của 
bồ hĩng. 
Trong những năm gần đây, người ta đã xây dựng các mơ hình tốn học để dự đốn các 
thơng số đặc trưng của bồ hĩng. Các mơ hình tạo bồ hĩng đơn giản, một chiều đã được thiết 
lập để tính tốn ngọn lửa cháy bên ngồi khí quyển và bên trong buồng cháy động cơ [5]. Các 
mơ hình đa phương phức tạp hơn đã được xây dựng trong các phần mềm động học chất lỏng 
như KIVA III, FIRES, FLUENT... Các phần mềm này dù đơn giản hay phức tạp cũng đều 
dựa trên lý thuyết tạo bồ hĩng nền tảng, trong đĩ lý thuyết Tesner-Magnussen được sử dụng 
rộng rãi [5]. 
Bồ hĩng phát ra bức xạ liên tục trong dãy quang phổ hồng ngoại và vùng quang phổ 
thấy được. Dự đốn chính xác về sự phát xạ của bồ hĩng cĩ thể thực hiện được nếu những đặc 
tính về quang học, sự phân bố cỡ hạt và hình dáng hình học của chúng được xác định. Theo lí 
thuyết Mie, bức xạ nhiệt của bồ hĩng phụ thuộc vào thơng số cỡ hạt α = πds/λ (với ds là 
đường kính hạt bồ hĩng) và các hằng số quang học, mà các hằng số nầy thì phụ thuộc vào 
bước sĩng. Trong giới hạn α<<1 thì lý thuyết Mie được đơn giản hĩa phần khuếch tán trong 
giới hạn vùng Rayleigh, khi đĩ hệ số hấp thụ của bồ hĩng được xác định như sau: 
  


v
2222
,soot
f
.
n42n
n36
a (2) 
Thực nghiệm cho thấy sự phát xạ của bồ hĩng độc lập với bước sĩng. Do đĩ, bằng 
cách chọn giá trị trung bình của n và k, hệ số hấp thụ bồ hĩng cĩ thể được xác định theo biểu 
thức sau: 
v
0
soot f
C
a

 (3) 
với Co là hằng số. 
Khi tích phân trên tồn dãy quang phổ, hệ số hấp thụ của bồ hĩng xám được tạo thành 
như sau: 
Tf
C
C
6,3dea
T
1
a v
0 2
0
,b,soot4soot 

 

 (4) 
với eb,λ là cơng suất phát xạ của vật đen 
C2 =0,0143879mK là hằng số 
22222o kn4)2kn(
nk36
C


 phụ thuộc vào phần thực n và phần ảo k của chỉ 
số tán xạ của bồ hĩng. Co nằm trong khoảng từ 3 đến 10. Trong trường hợp 
đường kính hạt bồ hĩng bé, chúng ta cĩ thể chọn Co=7,23, do đĩ asoot=1809fvT 
Hệ số phát xạ của bồ hĩng được xác định thơng qua hệ số hấp thụ của nĩ: 
)Laexp(1 ssoots  (5) 
Từ đĩ ta cĩ : 
)TLf1809exp(1 vs  (6) 
Theo biểu thức trên, hệ số bức xạ nhiệt của bồ hĩng phụ thuộc vào nồng độ thể tích bồ 
hĩng fv, nhiệt độ ngọn lửa tại khu vực khảo sát T và chiều dài quang trình L. Các thơng số này 
cĩ thể được xác định bằng các phương pháp đo quang học như phương pháp khuếch tán ánh 
sáng, phương pháp dập tắt ánh sáng, phương pháp hai bước sĩng... Trong cơng trình này, 
chúng tơi tính tốn truyền nhiệt bức xạ thơng qua các thơng số của bồ hĩng được xác định 
theo mơ hình Tesner-Magnussen. Mơ hình được kiểm chứng bằng số liệu thực nghiệm cho 
bởi phương pháp hai bước sĩng đối với ngọn lửa khuếch tán ngồi khí quyển và trong buồng 
cháy động cơ Diesel. 
2. MƠ HÌNH TÍNH TỐN BỒ HĨNG 
Trong quá trình cháy khuếch tán nhiên liệu trong vùng nhiệt độ cao sẽ bị phân hủy 
nhiệt thành nhiều thành phần hữu cơ khác nhau. Những thành phần hữu cơ nặng hình thành 
các trung tâm tích tụ những phần tử hữu cơ nhẹ, biến các trung tâm ban đầu này thành những 
hạt dạng rắn, gọi là giai đoạn tạo hạt nhân cơ sở. Sau đĩ, những hạt nhân này liên kết với nhau 
tạo thành những hạt lớn hơn song song với quá trình phát triển bề mặt và thể tích hạt. Do quá 
trình đối lưu-khuếch tán, những hạt bồ hĩng sau khi hình thành sẽ được kéo theo dịng khí. 
Qua những vùng thừa ơ xy và nhiệt độ đủ cao, hạt bồ hĩng bị ơ xy hĩa. Nếu khi ra khỏi những 
vùng này mà hạt bồ hĩng vẫn chưa bị cháy hịan tồn thì bộ phận cịn sĩt lại sẽ thốt ra ngồi. 
Trong động cơ Diesel, chính bộ phận bồ hĩng này hiện diện trong khí xả và là nguồn gây ơ 
nhiễm mơi trường. 
Xuất phát từ cơ chế hình thành hạt bồ hĩng nêu trên, Tesner đã đưa ra mơ hình hai giai 
đoạn: giai đoạn đầu là giai đọan hình thành hạt nhân cơ sở và giai đoạn cuối là giai đọan phát 
triển hạt bồ hĩng. Magnussen hồn thiện mơ hình này bằng cách bổ sung thêm tốc độ cháy 
hạt bồ hĩng. Theo Magnussen, quá trình cháy khuếch tán nĩi chung và quá trình cháy của hạt 
bồ hĩng nĩi riêng, cĩ thể mơ tả bằng mơ hình “tiêu tán các mặt tiếp giáp” (eddy-dissipation). 
Theo mơ hình này, cường độ rối quyết định tốc độ cháy vì nĩ ảnh hưởng đến quá trình hịa 
trộn nhiên liệu-khơng khí mà thời gian cần thiết cho sự hịa trộn này lớn hơn rất nhiều lần so 
với thời gian diễn ra phản ứng hĩa học. Tốc độ tạo hạt nhân cơ sở được Tesner biểu diễn 
bằng phương trình: 
  R a c
E
RT
f g n g nN R
n
c
n f f b s c
s
, ,. .exp 





    





0 0 (hạt/m
3
/s) (7) 
 Chính nồng độ hạt nhân cơ sở này xác định tốc độ tạo bồ hĩng : 
 R m a bN n Rs f p s c, ,( )   (kg/m
3
/s) (8) 
Trong biểu thức trên, tốc độ cháy bồ hĩng Rs,c được quyết định bởi nồng độ tối thiểu 
của o-xy hoặc của bồ hĩng cĩ mặt trong hỗn hợp : 
 R A
k
c
c
r
c r
c r c r
s c s
O
s
s s
s s f f
, . min ,








2 (kg/m
3
/s) (9) 
Theo mơ hình tạo bồ hĩng Tesner-Magnussen trên đây chúng ta cần phải xác định hai 
biến số mới, đĩ là nồng độ hạt cơ sở và nồng độ bồ hĩng. Vì vậy để khép kín hệ phương trình 
cần bổ sung thêm hai phương trình bảo tồn phần tử đối với hạt nhân n và bồ hĩng s. 
Tốc độ sản sinh bồ hĩng Rs,f cĩ thứ nguyên là kgm-
3
s-
1
 vì vậy tốc độ tạo bồ hĩng 
trung bình đối với một đơn vị chiều cao ngọn lửa là : 
2
s s,f maxm' R . .R  (10) 
 Mơ hình tạo bồ hĩng trên đây được tích hợp trong chương trình tính ngọn lửa khuếch 
tán để tính tốn nồng độ bồ hĩng tại mỗi thời điểm gĩc quay trục khuỷu động cơ. Hình 1 và 
hình 2 giới thiệu kết quả tính tốn tiêu biểu về ảnh 
hưởng của gĩc nghiêng tia phun và tốc độ xốy lốc 
của dịng khí đến nồng độ bồ hĩng trong buồng cháy 
động cơ Diesel. Dựa vào giá trị nồng độ bồ hĩng này, 
kết hợp với nhiệt độ cháy của ngọn lửa, chúng ta tính 
được bức xạ nhiệt theo biểu thức (1). 
3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 
Thực nghiệm được tiến hành trên ngọn lửa 
khuếch tán ngồi khí quyển và trong buồng cháy động 
cơ. Bố trí thí nghiệm và phương pháp tiến hành trong 
trường hợp thứ nhất được giới thiệu trong [6] và 
trường hợp thứ hai được giới thiệu trong [7]. Nguyên 
lý chung của phép đo là sử dụng visioscope AVL để 
ghi lại bức xạ của ngọn lửa ở hai bước sĩng khác 
nhau. Số liệu này được chuyển vào bộ nhớ của máy 
tính. Bằng phần mềm Thermovision, số liệu ngọn lửa 
được phân tích bằng phương pháp hai bước sĩng để 
xác định đồng thời nhiệt độ và nồng độ thể tích bồ hĩng tại mỗi vị trí quan sát. 
3 7 11 15 
fv(ppm) 
0,2 
0,4 
0,6 
0,8 
0 
x(m) 
3 7 11 15 
fv(ppm) 
0,2 
0,4 
0,6 
0,8 
0 
x(m) 
Hình 3. Phân bố nồng độ bồ hĩng 
theo chiều cao ngọn lửa cho bởi 
phương pháp hai bước sĩng 
Hình 1. Ảnh hưởng của gĩc nghiêng tia 
phun đến nồng độ bồ hĩng trong buồng 
cháy động cơ (tốc độ vận động dịng khí 
U=4m/s) 
s(m) 
f v
(p
p
m
) 
9 
0 0,01 0,02 0,03 
6 
3 
0 



Hình 2. Ảnh hưởng của tốc độ vận động 
dịng khí đến nồng độ bồ hĩng trong buồng 
cháy động cơ /4) 
 6 
0 0,01 0,02 0,03 
f v
(p
p
m
) 
4 
2 
0 
s(m) 
U=10m/s 
U=15m/s U=20m/s 
Visioscope AVL sử dụng camera PixelFly CCD VGA colour 24 bit của visioscope cĩ 
độ phân giải 640x480 pixcels, chụp được 15 ảnh/giây. Với tốc độ ghi nhận hình ảnh của 
visioscope hiện tại, để xét giá trị tương đối của ngọn lửa ở các gĩc quay trục khuỷu khác nhau 
trong động cơ đốt trong, chúng ta phải đánh lệch đi một số chu trình sao cho độ lệch thời gian 
lớn hơn khoảng thời gian camera cĩ thể chụp hai ảnh liên tiếp. Hình 3 giới thiệu kết quả biến 
thiên nồng độ bồ hĩng theo chiều cao ngọn lửa ngồi khí quyển cho bởi phương pháp hai 
bước sĩng. Kết quả tiêu biểu về tính tốn nhiệt độ và nồng độ bồ hĩng trong buồng cháy phụ 
động cơ Mazda ở chế độ tải 60%, tốc độ 2000 vịng/phút, ở vị trí 9 gĩc quay trục khuỷu được 
giới thiệu trên hình 4. 
4. SO SÁNH KẾT QUẢ CHO BỞI MƠ HÌNH VÀ THỰC NGHIỆM 
Hình 5 và hình 6 giới thiệu kết quả 
so sánh biến thiên nồng độ bồ hĩng cho 
bởi mơ hình và thực nghiệm ứng với số 
Reynold tại miệng vịi phun là 23.180 và 
31.020. Trong giai đoạn đầu, sự gia tăng 
nồng độ bồ hĩng cho bởi mơ hình và thực 
nghiệm rất phù hợp với nhau. Sau khi đạt 
giá trị cực đại, nồng độ bồ hĩng cho bởi 
mơ hình giảm nhanh hơn nồng độ bồ hĩng 
cho bởi thực nghiệm. Theo lý thuyết tạo 
bồ hĩng theo mơ hình Tesner-Magnussen, 
tốc độ hình thành bồ hĩng phụ thuộc vào 
Hình 6. So sánh nồng độ bồ hĩng cho bởi mơ 
hình và thực nghiệm (Re=31.020) 
0
5
10
15
20
0,2 0,4 0,6 0,8 1
Thùc nghiƯm 
M« h×nh 
x(m) 
f v
 (
p
p
m
) 
Hình 5. So sánh nồng độ bồ hĩng cho bởi 
mơ hình và thực nghiệm (Re=23.180) 
0
2
4
6
8
0,2 0,4 0,6 0,8 1x(m) 
f v
 (
p
p
m
) 
Thùc nghiƯm 
M« h×nh 
Hình 7. So sánh cường độ bức xạ của ngọn 
lửa khuếch tán ngồi khí quyển cho bởi mơ 
hình và thực nghiệm 
0 
200 
400 
600 
0 0,2 0,4 0,6 0,8 
p=80bar 
p=100bar 
p=110bar 
x(m) 
C
ư
ờ
n
g
 đ
ộ
 b
ứ
c 
x
ạ(
k
W
/m
2
) 
Hình 4. Ảnh chụp ngọn lửa bằng visioscope, sự phân bố nồng độ bồ hĩng, nhiệt độ 
trong buồng cháy nhận được bằng phương pháp hai bước sĩng 
(60% tải, n=2000v/ph, 9 gqtk) 
3000 
2700 
2400 
2100 
1800 
15 
11 
7 
3 
0 
nhiệt độ và nồng độ nhiên liệu. Ở phần đuơi ngọn lửa, nhiệt độ cho bởi thực nghiệm cao hơn 
nhiệt độ cho bởi mơ hình do đĩ tốc độ cháy bồ hĩng do thực nghiệm cao hơn. 
Trên cơ sở nồng độ bồ hĩng nhận được kết hợp với nhiệt độ tính tốn của ngọn lửa 
khuếch tán, chúng ta tính tốn được bức xạ nhiệt tại các vị trí khác nhau theo chiều cao ngọn 
lửa. Trong tính tốn này, chúng ta chỉ so sánh bức xạ nhiệt của ngọn lửa, khơng quan tâm đến 
thành buồng cháy theo biểu thức : 
4
k
okkw
100
T
Cq 





 
Hình 7 giới thiệu kết quả so sánh cường độ bức xạ cho bởi mơ hình và thực nghiệm 
đối với ngọn lửa khuếch tán cháy bên ngồi khí quyển với áp suất phun là 80, 100 và 110 
bars. Kết quả cho bởi mơ hình cĩ dạng tương tự với kết quả thực nghiệm nhưng điểm cực đại 
cho bởi mơ hình đạt gần miệng vịi phun hơn so với kết quả thực nghiệm. Giá trị cường độ 
bức xạ cực đại cho bởi mơ hình thấp hơn giá trị tương ứng cho bởi thực nghiệm khoảng 20%. 
Điều này là do trong tính tốn chúng ta giả định nhiên liệu hĩa hơi tức thời sau khi ra khỏi vịi 
phun, trong khi đĩ trong thực tế thì sau khi ra khỏi vịi phun, nhiên liệu vẫn cịn ở dạng hạt. 
Nồng độ bồ hĩng trong quá trình cháy của các hạt nhiên liệu lớn hơn nồng độ của chúng trong 
quá trình cháy của hỗn hợp khí. 
Mơ hình tính tốn ngọn lửa khuếch tán cháy trong buồng cháy động cơ phức tạp hơn 
nhiều so với ngọn lửa cháy bên ngồi khí quyển 
yên tĩnh vì chúng ta phải kể đến sự thay đổi áp 
suất của mơi trường, xem xét gĩc nghiêng của tia 
phun và ảnh hưởng của vận động xốy lốc của 
dịng khí bên trong buồng cháy. Để đơn giản hĩa 
việc tính tốn, chúng tơi sử dụng các giả thiết sau 
đây : 
(1) Áp suất phun ổn định trong suốt thời gian 
phun. 
(2) Khối lượng riêng khơng khí bên ngồi tia 
phun thay đổi theo áp suất trong buồng cháy. 
(3) Chiều dài ngọn lửa tại mỗi vị trí gĩc quay 
trục khuỷu tỉ lệ với khoảng gĩc quay trục 
khuỷu tương ứng kể từ lúc bắt đầu phun. 
(4) Nồng độ bồ hĩng và nhiệt độ tại mỗi vị trí 
gĩc quay trục khuỷu là giá trị trung bình trên 
suốt chiều dài ngọn lửa tương ứng. 
(5) Tốc độ vận động của dịng khí tỉ lệ với tốc 
độ động cơ 
(6) Tải động cơ tỉ lệ với áp suất phun 
Các giả thiết trên mang tính chất gần đúng 
để đơn giản hĩa việc áp dụng mơ hình ngọn lửa 
khuếch tán đơn giản trong khí quyển vào điều kiện 
rất phức tạp trong buồng cháy động cơ. Do thiếu 
các thơng số thực nghiệm liên quan đến vận động 
dịng khí trong buồng cháy, trong phần sau đây, 
chúng tơi đưa vào mơ hình bộ thơng số đầu vào 
gồm : gĩc nghiêng tia phun /4, tốc độ vận động 
của dịng khí 7m/s và áp suất phun 100bar. 
 Về thực nghiệm, để cĩ thể xem xét biến 
Hình 8. Biến thiên nồng độ thể tích bồ hĩng 
trong buồng cháy phụ động cơ Mazda theo 
gĩc quay trục khuỷu ứng với các tốc độ động 
cơ khác nhau ở chế độ tải 60% 
Gĩc quay trục khuỷu (độ) 
N
ồ
n
g
 đ
ộ
 b
ồ
 h
ĩ
n
g
 f
v
(p
p
m
) 1600 v/ph 
2000 v/ph 
3000 v/ph 
60% tải 
0
2
4
6
8
350 370 390
Mơ hình 
Hình 9. Biến thiên nhiệt độ khu vực cháy 
trong buồng cháy phụ động cơ Mazda theo 
gĩc quay trục khuỷu ứng với các tốc độ động 
cơ khác nhau ở chế độ tải 60% 
Gĩc quay trục khuỷu (độ) 
N
h
iệ
t 
đ
ộ
 k
h
u
 v
ự
c 
ch
áy
 (
K
) 
2000 
2200 
2400 
2600 
350 360 370 380 390 
1600 v/ph 
2000 v/ph 
3000 v/ph 
60% tải 
Mơ hình 
thiên truyền nhiệt bức xạ theo gĩc quay trục khuỷu động cơ, chúng ta tiến hành quay phim 
diễn biến trong buồng cháy phụ động cơ Mazda. Trên cơ sở nhiệt độ và nồng độ bồ hĩng cho 
bởi việc phân tích ảnh của ngọn lửa, chúng ta cĩ thể tính được hệ số bức xạ của ngọn lửa và 
cường độ truyền nhiệt bức xạ từ ngọn lửa đến thành buồng cháy phụ động cơ Mazda. 
Ở tốc độ động cơ cao, vận động xốy lốc của dịng khí trong buồng cháy phụ mạnh, 
hỗn hợp hịa trộn tốt hơn làm giảm sự tập trung cục bộ nhiên liệu dẫn đến giảm nồng độ bồ 
hĩng (hình 8). Giá trị cực đại của nồng độ bồ hĩng đạt từ 6 đến 8ppm, phụ thuộc vào chế độ 
tốc độ của động cơ. Kết quả tính tốn theo mơ hình được biểu diễn bằng đường cong nét liền 
trên hình 5. Kết quả này cho thấy, với các thơng số đưa vào trong tính tốn, mơ hình phù hợp 
với trường hợp tốc độ động cơ khoảng 3000 vịng/phút. Khi tốc độ động cơ nhỏ hơn, vận 
động của dịng khí kém, dẫn đến nồng độ bồ hĩng cao. Giá trị này phù hợp với tính tốn của 
Blunsdon và đồng sự [1]. Tuy nhiên do tốc độ hịa trộn giữa khơng khí và nhiên liệu gia tăng 
làm tăng tốc độ cháy, dẫn đến tăng tốc độ tỏa nhiệt, kết quả là nhiệt độ khu vực cháy tăng khi 
tăng tốc độ động cơ ở cùng chế độ tải (hình 9). Kết quả tính tốn nhiệt độ cháy với các số liệu 
vừa nêu phù hợp với thực nghiệm ở giai đoạn sau khi tốc độ động cơ khoảng 2000 vịng/phút. 
Đường cong tính tốn đạt giá trị cực đại ở gĩc quay trục khuỷu 370. Đây cũng là vị trí áp 
suất trong buồng cháy động cơ đạt giá trị cực đại. Giai đoạn trước điểm cực đại này cĩ sự sai 
lệch đáng kể giữa mơ hình và thực nghiệm. 
Hình 10 giới thiệu biến thiên của cường độ truyền nhiệt bức xạ từ ngọn lửa đến thành 
buồng cháy theo gĩc quay trục khuỷu động cơ ứng với các chế độ tốc độ khác nhau. Chúng ta 
thấy cường độ truyền nhiệt bức xạ đạt giá trị cực đại từ 1500kW/m2 đến 2000kW/m2 khi tốc 
độ động cơ thay đổi từ 1600v/ph đến 3000v/ph và vị trí cực đại này dịch dần về điểm chết 
trên khi tăng tốc độ động cơ. Do cường độ bức xạ tỉ lệ với T4 nên mặc dù lượng bồ hĩng sinh 
ra khi tốc độ động cơ lớn giảm nhưng cường độ truyền nhiệt bức xạ vẫn cao hơn khi tốc độ 
động cơ thấp. 
Hình 11 so sánh biến thiên cường độ bức xạ theo gĩc quay trục khuỷu động cơ ứng 
với các chế độ tải khác nhau. Ở chế độ tải thấp, lượng nhiên liệu phun vào động cơ ít, đại bộ 
phận nhiên liệu cháy trong giai đoạn đẳng tích, bức xạ trong buồng cháy chủ yếu là do lượng 
bồ hĩng ứng với một bộ phận nhỏ nhiên liệu sinh ra trong giai đoạn cháy khuếch tán. Khi tăng 
dần lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy, lượng nhiên liệu cháy khuếch tán cũng tăng khiến 
cường độ bức xạ nhiệt từ ngọn lửa ra thành buồng cháy cũng tăng theo. Giá trị cực đại của 
truyền nhiệt bức xạ từ ngọn lửa ra thành buồng cháy khoảng 2000kW/m2 ở chế độ tải 80%. 
Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Wiedenhoefer và đồng sự [4] đối với động cơ cĩ 
xốy lốc mạnh. Kết quả tính tốn theo mơ hình với các số liệu đầu vào nêu trên cho cường độ 
bức xạ tương đương với 40% tải và tốc độ động cơ 2000 vịng/phút. 
Kết quả so sánh trên đây cho thấy biến thiên của bức xạ nhiệt theo chiều cao ngọn lửa 
(trong trường hợp ngọn lửa khuếch tán bên ngồi khí quyển) và theo gĩc quay trục khuỷu 
(trong trường hợp động cơ Diesel) cho bởi mơ hình cĩ dạng phù hợp với thực nghiệm. Giá trị 
cực đại của bức xạ nhiệt cho bởi mơ hình với bộ thơng số thơng thường của động cơ gần với 
các kết quả cho bởi thực nghiệm. Tuy nhiên để tính tốn chính xác cường độ bức xạ của ngọn 
lửa trong động cơ chúng ta cần cĩ các thơng số liên quan đến vận động của dịng khí trong 
buồng cháy. 
5. KẾT LUẬN 
 Bức xạ nhiệt của bồ hĩng được tính tốn dựa trên mơ hình ngọn lửa khuếch tán kết 
hợp với mơ hình tạo bồ hĩng của Tesner-Magnussen cho kết quả nhỏ hơn 20% so với giá trị 
thực nghiệm trên ngọn lửa đứng yên ngồi khí quyển. 
 Cường độ bức xạ của bồ hĩng trong buồng cháy động cơ Diesel tăng theo chế độ tải 
và chế độ tốc độ và đạt giá cực đại ở vị trí áp suất trong buồng cháy lớn nhất. Cường độ bức 
xạ của bồ hĩng trong buồng cháy dự bị của động cơ Diesel đạt khoảng 2000 KW/m2. 
 Mơ hình một chiều cho phép dự báo được giá trị cực đại và biến thiên của cường độ 
bức xạ theo chiều dài ngọn lửa ngồi khí quyển cũng như theo vị trí gĩc quay trục khuỷu 
trong buồng cháy động cơ. Tuy nhiên để xem xét biến thiên tương đối của bức xạ bồ hĩng 
theo các chế độ hoạt động khác nhau của động cơ chúng ta cần đưa vào mơ hình các thơng số 
liên quan đến vận động của dịng khí trong buồng cháy. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] C.A. BLUNSDON, W.M.G. MALALASEKERA, J.C. DENT: Application of the Discrete Transfer 
Model of Thermal Radiation in a CFD Simulation of Diesel engine Combustion and Heat Transfer. 
SAE Technical Paper Series 922305, 1992. 
[2] P. FURMANSKI, J. BANASZEK, T.S. WISNIEWSKI: Radiation Heat Transfer in a Combustion 
Chamber of Diesel Engine with Partially Transparent Burnt Gas Zone. SAE Technical Paper Series 
980504, 1998. 
[3] C. EIGIMEIER, H. LETTMANN, G. STIESCH, G.P. MERKER: A detailed Phenomenological Model 
for Wall Heat Transfer Prediction in Diesel Engines. SAE Technical Paper Series 2001-01-3265, 2001 
[4] J.F. WIEDENHOEFER R.D. REITZ: Multidimensional Modeling of the Effects of Radiation and Soot 
Deposition in Heavy-duty Diesel Engines. SAE Technical Paper Series 2003-01-0560, 2003. 
[5] BÙI VĂN GA, LÊ VĂN LỮ, NGUYỄN NGỌC LINH: Đánh giá mơ hình tạo bồ hĩng của Tesner-
Magnussen bằng thực nghiệm trên ngọn lửa Diesel. Hội nghị Cơ học Thủy khí tịan quốc lần thứ 8, pp. 
98-107, Hà Tiên, 20-22/7/2004. 
[6] BUI VAN GA, PHUNG XUAN THO, PHAM XUAN MAI, LE VAN LU, NGUYEN NGOC LINH: 
Soot formation analysis in turbulent diffusion flames by Visoscope. International Automotive Congress 
CONAT 2004, Brasov, Romania, 19-22 October 2004. 
[7] BUI VAN GA, DUONG VIET DUNG, HUYNH BA VANG, NGUYEN NGOC LINH: Temperature 
and Soot Distribution Analysis in Pre-Chamber of MAZDA WL Engine by AVL Visioscope. Paper 042, 
International Conference on Automotive Technology for Vietnam, ICAT 2005. Hanoi, October 22-24, 
2005. 
[8] BÙI VĂN GA, TRẦN THANH HẢI TÙNG, HUỲNH BÁ VANG, LÊ VĂN LỮ, NGUYỄN NGỌC 
LINH: Nghiên cứu thực nghiệm hệ số bức xạ nhiệt của ngọn lửa khuếch tán. Tạp chí Khoa học và Cơng 
nghệ-Đại học Đà Nẵng, số 15+16/2006. 
Hình 10. So sánh cường độ truyền nhiệt 
bức xạ từ ngọn lửa đến thành buồng cháy 
khi thay đổi tốc độ động cơ 
360 370 380 
Gĩc quay trục khuỷu (độ) 
3000 v/ph 
2500 v/ph 
1600 v/ph 
60% tải 
1500 
2500 
500 
C
ư
ờ
n
g
 đ
ộ
 b
ứ
c 
x
ạ 
(k
W
/m
2
) 
Mơ hình 
Hình 11. So sánh biến thiên cường độ bức xạ từ 
ngọn lửa đến thành buồng cháy phụ động cơ Mazda 
theo gĩc quay trục khuỷu ứng với các chế độ tải 
khác nhau (n=2000 v/ph) 
360 370 380 390 400 
Gĩc quay trục khuỷu (độ) 
1200 
400 
2000 
C
ư
ờ
n
g
 đ
ộ
 b
ứ
c 
x
ạ 
(k
W
/m
2
) 
80% tải 
60% tải 
40% tải 
20% tải 
n=2000v/ph 
Mơ hình