Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ phụ gia vi nhũ đảo trên động cơ diesel

Bài viết Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ phụ gia vi nhũ đảo trên động cơ diesel thực hiện nghiên cứu thử nghiệm nhiên liệu diesel (DO 0,05S – hàm lượng lưu huỳnh 0,05%) pha phụ gia vi nhũ đảo với một số tỷ lệ khác nhau trên động cơ diesel đang lưu hành.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ PHỤ GIA VI NHŨ ĐẢO TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Nguyễn Hữu Tuấn1, Viện Cơ khí động lực – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi, email: nhtuan@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các thách thức nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt nhiễm môi trường từ hoạt động giao thông ngày gia tăng không ngừng thúc đẩy nghiên cứu áp dụng biện pháp tiết kiệm nhiên liệu giảm khí thải nhiễm hoạt động giao thông Bên cạnh biện pháp cải tiến kết cấu động cơ, sử dụng phụ gia tiết kiệm nhiên liệu giảm khí thải nhiễm xem biện pháp mang lại hiệu cao [1] Bài báo thực nghiên cứu thử nghiệm nhiên liệu diesel (DO 0,05S – hàm lượng lưu huỳnh 0,05%) pha phụ gia vi nhũ đảo với số tỷ lệ khác động diesel lưu hành Phụ gia vi nhũ đảo nghiên cứu dạng nước dầu (W/O) Phịng thí nghiệm trọng điểm cơng nghệ lọc hóa dầu, Viện hóa học cơng nghiệp, Bộ công thương nghiên cứu chế tạo, thử nghiệm động diesel D4BB Nghiên cứu thực theo phương pháp đối chứng với điều kiện So sánh tính kỹ thuật phát thải động diesel sử dụng DO DO có pha phụ gia vi nhũ với tỷ lệ 1/6000, 1/8000, 1/10000 theo thể tích Thử nghiệm thực đường đặc tính ngồi động tương ứng với vị trí 100% tải, tốc độ thay đổi từ 1000 vịng/phút đến 3500 vòng/phút Tại tốc độ, bơm cao áp kéo đến mức cực đại, giữ cố định, tiến hành đo mô men, công suất, suất tiêu hao nhiên liệu phát thải Trước tiến hành đo, động chạy ổn định tới nhiệt độ nước làm mát dầu bôi trơn đạt 75,50C 46,50C Thực nghiệm thực băng thử động Phịng Thí nghiệm Động đốt trong, Viện khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (hình 1) Động thử nghiệm động diesel D4BB với thông số Bảng Bộ điều khiển Tủ phân tích khí thải Thùng nhiên liệu Đo độ khói Lọc khí Bộ kéo ga Phanh điện Cân nhiên liệu Đo lưu lượng khí Động diesel Cảm biến vị trí trục khuỷu Ống khí thải Cảm biến Lambda Hình Sơ đồ băng thử động 237 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 động dùng DO-phụ gia so với động dùng DO 2,9%, 5,5% 7,0% Bảng Thông số kỹ thuật động diesel D4BB Model động Dung tích xi lanh (cm ) Đường kính x hành trình (mm) D4BB 2.607 91,1x 100 Cơng suất lớn (Kw - vịng/phút) 59-4.000 Mơ-men lớn (N.m - vịng/phút) 170-2.200 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Ảnh hưởng phụ gia tới tính kỹ thuật động Hình thể công suất động dùng DO DO-phụ gia với tỷ lệ khác Kết cho thấy công suất động sử dụng loại nhiên liệu có xu hướng Trong cơng suất không sử dụng phụ gia thấp sử dụng phụ gia Động dùng DO có cơng suất nhỏ nhất, động dùng DO–phụ gia 1/10000 có cơng suất lớn Theo tỷ lệ phụ gia giảm dần, tính trung bình tồn dải tốc độ, giá trị tăng so với động dùng DO 1,6%, 2,9% 4,0% Hình Kết đo tiêu hao nhiên liệu 3.2 Ảnh hưởng phụ gia tới hàm lượng phát thải động Hình thể phát thải động dùng DO DO-phụ gia với tỷ lệ khác Kết cho thấy phát thải động sử dụng loại nhiên liệu có xu hướng Kết thử nghiệm phát thải theo đường đặc tính ngồi cho thấy: Khi tăng tốc độ động đến 2000 vòng/phút, hầu hết phát thải có xu hướng tăng giảm Phát thải dùng động dùng DO có giá trị lớn nhất, phần lớn phát thải động dùng DO-phụ gia 1/8000 có giá trị nhỏ Với động DO pha phụ gia, thành phần khí phát thải CO, HC, NOx độ khói giảm so với nhiên liệu diesel không phụ gia Theo tỷ lệ phụ gia giảm dần, tính trung bình tồn dải tốc độ CO giảm 6,2%, 9,3%, 6,4%; HC giảm 9,2%, 10,2%, 9,4%; NOx giảm 7,1%, 11,5%, 0,9% độ khói giảm 2,6%, 5,6%, 8,5%; Hình Kết đo cơng suất động Hình thể suất tiêu hao nhiên liệu động dùng DO DO-phụ gia với tỷ lệ khác Kết cho thấy suất tiêu hao nhiên liệu động sử dụng loại nhiên liệu có xu hướng Trong tiêu hao nhiên liệu không sử dụng phụ gia cao sử dụng phụ gia Động dùng DO có tiêu hao nhiên liệu lớn nhất, động dùng DO– phụ gia 1/10000 có tiêu hao nhiên liệu nhỏ Theo tỷ lệ phụ gia giảm dần, tính trung bình toàn dải tốc độ, giá trị tăng 238 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 KẾT LUẬN Các kết nghiên cứu thử nghiệm cho thấy hiệu tiết kiệm nhiên liệu giảm phát thải ô nhiễm động DO pha phụ gia vi nhũ Với tỷ lệ phụ gia 1/6000, 1/8000, 1/10000: công suất tăng 1,6%, 2,9% 4,0% Suất tiêu hao nhiên liệu giảm 2,9%, 5,5% 7,0% Phát thải CO giảm 6,2%, 9,3% 6,4%; phát thải HC giảm 9,2%, 10,2%, 9,4%; NOx giảm 7,1%, 11,5%, 0,9% Độ khói giảm 2,6%, 5,6%, 8,5%; Từ kết nhận thấy, với tỷ lệ phụ gia 1/8000 hầu hết phát thải nhỏ so với tỷ lệ cịn lại Cơng suất suất tiêu hao nhiên liệu có mức cải thiện trung bình tỷ lệ phụ gia Như bước đầu nhận thấy tỷ lệ phù hợp pha trộn phụ gia vi nhũ đảo cho nhiên liệu DO sử dụng động diesel lưu hành Việt Nam nhằm đảm bảo vừa giảm phát thải gây ô nhiễm môi trường vừa nâng cao tính kinh tế kỹ thuật động TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Kết đo phát thải CO, HC, NOx, độ khói Sự thay đổi tính kỹ thuật phát thải tính chất phụ gia vi nhũ đảo chứa nano oxit kim loại [2] Sau xẩy nổ nhũ tương nước dầu làm nhiên liệu hòa trộn khuếch tán phạm vi rộng, kết hợp phụ gia làm nhiên liệu cháy triệt để dẫn đến lượng giải phóng đơn vị nhiên liệu tăng cao, làm phát thải HC, CO giảm, công suất động tăng lên Ngoài ra, hiệu sinh nhiệt cao làm phát thải NOx tăng [1] John C Mills (2012), Fuel Additive and Method for Use for Combustion Enhancement and Emission Reduction, chủ biên, Google Patents [2] Yahaya Khan, Mohammed et al (2014), "Current trends in water-in-diesel emulsion as a fuel", The Scientific world journal, Volume 2014, Article ID 527472 [3] Phạm Minh Tuấn (2007), “Động đốt trong”, NXB KH &KT Hà Nội [4] D.C.Kim, et al, Fuel Additives for Particulate Matter/Dust Reduction, Asian Journal of Chemistry, vol, 20, 2008 [5] Bidita, BS et al (2016), "Preparation, characterization and engine performance of water in diesel nanoemulsions", Journal of the Energy Institute 89(3), tr 354-365 [6] Kim, DC, et al (2008), "Fuel Additives for Particulate Matter/Dust Reduction", Asian Journal of Chemistry 20(8), tr.5797 239 ... QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Ảnh hưởng phụ gia tới tính kỹ thuật động Hình thể cơng suất động dùng DO DO -phụ gia với tỷ lệ khác Kết cho thấy công suất động sử dụng loại nhiên liệu có xu hướng Trong cơng... hướng Trong cơng suất khơng sử dụng phụ gia thấp sử dụng phụ gia Động dùng DO có cơng suất nhỏ nhất, động dùng DO? ?phụ gia 1/10000 có cơng suất lớn Theo tỷ lệ phụ gia giảm dần, tính trung bình toàn... với tỷ lệ phụ gia 1/8000 hầu hết phát thải nhỏ so với tỷ lệ cịn lại Cơng suất suất tiêu hao nhiên liệu có mức cải thiện trung bình tỷ lệ phụ gia Như bước đầu nhận thấy tỷ lệ phù hợp pha trộn phụ