ĐỀ TÀI Thiết kế thực nghiệm đánh giá tính năng kinh tế kỹ thuật động cơ sử dụng nhiên liệu Biodiesel B20
Bộ mơn: Thí nghiệm động Giảng viên: Dương Việt Dũng *********************** Nhóm 1 Phan Văn Tâm Tơ Bá Hiếu Lê Đức Hiền Nguyễn Hồng Phúc Nguyễn Thanh Khoa ĐỀ TÀI Thiết kế thực nghiệm đánh giá tính kinh tế kỹ thuật động sử dụng nhiên liệu Biodiesel B20 ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU BIODIESEL XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM Phân cơng nhiệm vụ Đặt vấn đề ( Nguyễn Thanh Khoa ) Tổng quan nhiên liệu sinh học (Tô Bá Hiếu) Xây dựng quy trình thực nhiệm Mục đích, Đối tượng nhiên liệu thử nghiệm (Nguyễn Hồng Phúc) Sơ đồ bố trí thử nghiệm trang thiết bị (Phan Văn Tâm) Điều kiện thực nghiệm cơng thức tính tốn quy trình thực nghiệm ( Lê Đức Hiền ) ĐẶT VẤN ĐỀ Với mức sử dụng dầu mỏ nay, nguồn cung dầu mỏ khó đáp ứng nhu cầu sử dụng vịng 40-50 năm khơng phát thêm nguồn dầu mỏ ĐẶT VẤN ĐỀ Nhiên liệu sinh học Lợi ích : Để đảm bảo an ninh lượng lâu dài, giảm thiểu ô nhiễm môi trường phát triển bền vững Công nghệ sản xuất không phức tạp, tận dụng nguồn nguyên liệu chỗ, tăng hiệu kinh tế nơng nghiệp, thay đổi cấu trúc động giá thành cạnh tranh so với nguồn lượng kể Một mặt nhiên liệu sinh học góp phần giải vấn đề thiếu hụt lượng tương lai… TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC 1.1 Giới thiệu chung nhiên liệu sinh học Biodiesel gọi Diesel sinh học loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC 1.2 Nguồn nguyên liệu sản xuất diesel sinh học Dầu thực vật Một số loại dầu thực vật dùng để sản xuất diesel sinh học như: Dầu dừa, dầu hạt cao su, dầu sở, dầu bong, dầu hướng dương, dầu thầu dầu, dầu lạc, dầu vừng, dầu ngô, dầu cọ, dầu hạt cải, dầu mè (Jatropha), dầu đậu nành TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC Mỡ động vật Đây nguồn nguyên liệu lấy từ mỡ vật, ví dụ mỡ cá basa, cá tra, mỡ bò, mỡ lợn, mỡ gà, Đối với nguyên liệu loại này, tác nhân trao đổi este methanol, dùng tác nhân hỗn hợp 65% methanol + 35% ethanol thu độ nhớt cần thiết diesel sinh học XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 2.1 Mục đích đề tài Đánh giá tính kinh tế kỹ thuật động sử dụng nhiên liệu biodiesel B20 so với động sử dụng nhiên liệu diesel truyền thống Cụ thể : • Đánh giá cơng suất động • Tiêu hao nhiên liệu • Hiệu suất nhiệt động • Thành phần khí thải • Tuổi thọ độ tin cậy 2.2 Phạm vi thực nghiệm Tính kinh tế kỹ thuật động sử dụng biodiesel B20 cụ thể suất tiêu hao nhiên liệu XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 2.3 Đối tượng nhiên liệu thử nghiệm 2.3.1 Đối tượng thử nghiệm Chọn động thí nghiệm isuzu 4JB1T XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 2.3.2 Nhiên liệu thử nghiệm • Nhiên liệu diesel sinh học (B20) Thông số Nhiệt trị (MJ/kg) B20 41,84 Trị số xêtan 51 Khối lượng riêng 15°C (kg/m3) 845 Độ nhớt động học 40°C (cSt) 3,47 Điểm chớp cháy(0C) 75 Thành phần lưu huỳnh (ppm) 433 Thành phần nước (ppm) 96 XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 2.4 Sơ đồ bố trí thử nghiệm trang thiết bị 2.4.1 Sơ đồ bố trí thử nghiệm XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 2.4.2 Trang thiết bị thử nghiệm Phanh điện APA 404/6 PA Phanh điện có khả làm việc chế độ: chế độ động điện chế độ máy phát điện, tự động đo đạc thông số động mômen, tốc độ quay trục khuỷu,…với độ xác cao Chế độ động điện: Cơng suất cực đại Nđ =200 Kw - Chế độ máy phát điện: Công suất cực đại Nphanh =220 kW - Tốc độ quay tối đa n = 8000 (vòng/phút) TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC Thiết bị làm mát nước AVL 553 • • • • • • • • • Môi chất làm việc : nước Công suất làm việc : 200 [kW] Lưu lượng làm việc : 15 [m3/h] Nhiệt độ dịng nước vào : ÷ 30[0C] Nhiệt độ làm việc : ÷ 85[0C] Áp suất làm việc cực đại : [bar] Công suất gia nhiệt : 18 [kW] Lưu lượng làm việc : 1,5 ÷ 2[m3/h] Điện áp vào : x 400 [VAC],100[A] TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC Thiết bị làm mát dầu AVL 554 Thiết bị làm mát dầu AVL 554 có tác dụng giải nhiệt cho dầu bôi trơn ổn định nhiệt độ dầu khoảng định từ: 70 ÷ 1400C Đặc điểm thiết bị làm mát dầu AVL 554 điều chỉnh nhiệt độ dầu bơi trơn theo mục đích thí nghiệm TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC Bộ điều khiển tay ga THA 100 Dùng để điều khiển bơm cao áp cung cấp nhiên liệu cho động thơng qua bàn điều khiển phịng thí nghiệm Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Mas Flow Meter 735s Thiết bị AVL735S có thông số như: Phạm vi nhiệt độ đo nhiên liệu (-100C ÷ 700C) Dải đo thong thường (0 ÷ 150 kg/h) Áp suất nhiên liệu cung cấp (0,1 ÷ 0,8 at); Điện áp làm việc (24V); Tần số đo lớn (10Hz) Độ xác thiết bị (± 0,12%) TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC 2.5 Điều kiện thí nghiệm Các điều kện thí nghiệm tiêu chuẩn nước khác khác Vì đường đặt tính động thí nghiệm khác Theo tiêu chuẩn Việt Nam: •Áp suất tiêu chuẩn: p0 =1013 mbar •Nhiệt độ tiêu chuẩn: to = 20oC •Độ ẩm tương đối tiêu chuẩn: =70 % Trong q trình thí nghiệm điều kiện nhiệt độ nước làm mát nhiệt độ dầu bôi trơn ổn định khoảng 70oC, TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC 2.6 Cơng thức tính quy trình thí nghiệm 2.6.1 Một số cơng thức tính toán suất tiêu hao nhiên liệu Suất tiêu hao nhiên liệu (ge) định nghĩa tỉ số lượng nhiên liệu tiêu thụ khoảng thời gian (Gnl) chia cho cơng suất động (Ne) [2.1] Trong Gnl mà động tiêu thụ khoảng thời gian thí nghiệm đo thiết bị cân nhiên liệu AVL 735S Công suất động Ne xác định (KW) [2.2] Me: mô men xoắn động (Nm) xác định phanh điện n: tốc độ động (v/p) điều chỉnh phanh điện 2.6.2 Quy trình thí nghiệm Chọn vị trí để thực nghiệm ( ví dụ xác định đường đặt tính suất tiêu hao nhiên liệu B20 B0 vị trí 60% bơm cao áp) Xác lập thời gian đo ( ví dụ : phút = 1/20 giờ) cho điểm đo Trong thời gian đo ta cố định số vòng quay động ni (v/p) Sau thu thập lượng nhiên liệu tiêu thụ Gnli (kg/h) khoảng thời gian đo ứng với số vịng quay ni thơng qua thiết bị đo tiêu thụ nhiên liệu Mô men động đo băng thử ứng với vòng quay ni là: Mei (Nm) Từ ta vẽ điểm i (ni;gei) đồ thị với trục hồnh biểu thị cho số vịng quay động cơ, trục tung biểu thị cho suất tiêu hao nhiên liệu Tiến hành tương tự ta đo điểm đo khác động từ nmim đến nđm với bước đo 400 v/p ta đường đặt tính suất tiêu hao nhiên liệu động 60% Từ đồ thị ta xác định điểm làm việc tối ưu động xử dụng nhiên liệu B20 ứng với 60% ...ĐỀ TÀI Thiết kế thực nghiệm đánh giá tính kinh tế kỹ thuật động sử dụng nhiên liệu Biodiesel B20 ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU BIODIESEL XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM Phân công... NGHIỆM XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 2.1 Mục đích đề tài Đánh giá tính kinh tế kỹ thuật động sử dụng nhiên liệu biodiesel B20 so với động sử dụng nhiên liệu diesel truyền thống Cụ thể : • Đánh... • Thành phần khí thải • Tuổi thọ độ tin cậy 2.2 Phạm vi thực nghiệm Tính kinh tế kỹ thuật động sử dụng biodiesel B20 cụ thể suất tiêu hao nhiên liệu XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 2.3 Đối tượng