(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu quá trình cháy trong động cơ 3 Xilanh Diesel phun giáp tiếp có buồng cháy Three Vortex Combuston (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio Diesel. (Tham khảo động cơ 3 Xylanh Kubota D1703ME3B)

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2013 Người nghiên cứu (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Hùng Việt ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: - Ban giám hiệu, Bộ phận Sau Đại học - Phịng Đào tạo, q thầy khoa khí động lực trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, q thầy khoa khí giao thơng - Bộ môn ô tô, máy động lực trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi thời gian học tập hồn thành luận văn - PGS.TS Phạm Xuân Mai - Giảng viên hướng dẫn Thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian thực luận văn Xin kính chúc Thầy mạnh khoẻ, vui tươi hạnh phúc - Các thầy cô hội đồng chấm luận văn cho tơi đóng góp q báu để hồn chỉnh luận văn - Các học viên lớp Cao học Kỹ thuật khí động lực 2011 B có nhiều hỗ trợ giúp đỡ tơi hồn thành luận văn - Đặc biệt, xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến ba má người thân cổ vũ, động viên tạo điều kiện để hoàn thành luận văn Mặc dù nổ lực, kiến thức cịn hạn chế, thời gian có hạn thiết bị hỗ trợ thiếu thốn nên khó tránh khỏi thiếu sót Kính mong Q Thầy Cơ bạn góp ý thêm để đề tài nghiên cứu sớm áp dụng vào thực tế Xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2013 Học viên Nguyễn Hùng Việt iii TÓM TẮT Luận văn giới thiệu kết nghiên cứu “Nghiên cứu trình cháy động xy lanh Diesel phun gián tiếp có buồng cháy Three Vortex Combustion (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio-Diesel (tham khảo động xy lanh KUBOTA D1703-M-E3B)” Nghiên cứu q trình cháy động nhằm mục đích thiết kế, chế tạo động dựa tảng động Diesel xy lanh phun gián tiếp có buồng cháy Three Vortex Combustion (TVCS) sử dụng nhiên liệu Bio-Diesel thân thiện với môi trường, giảm khí thải nhiễm, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu truyền thống xăng, diesel…Với nghiên cứu tạo loại động riêng Việt Nam mang thương hiệu Việt Nam đặc biệt giá thành thấp so với động giới nhằm phục vụ cho nghiệp giới hóa, đại hóa nơng nghiệp nơng thơn Việt Nam ABSTRACT In this study, the author introduces research findings on "Research in combustion engine cylinder indirect injection diesel combustion chamber Three Vortex Combustion (TVC), biofuel use Bio-Diesel (Reference cylinder engine KUBOTA D1703-M-E3B) Studies of the combustion engine aims to design, manufacture a new engine is based on the cylinder diesel engine with indirect injection combustion chamber Three Vortex Combustion (TVC) Bio-fuel use diesel environmentally friendly, pollution emissions, and reduce dependence on traditional fuels such as gasoline, diesel With this research will produce engines Vietnam's own brand of Vietnam and especially the price will be lower than the engine of the world to serve the cause of mechanization, modernization agricultural and rural Vietnam Key words: biodiesel, three cylinder, idi engine, simulations, three vortex combustion, Ricardo Wave iv MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách chữ viết tắt x Danh sách bảng xii Danh sách hình xiv Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Sự cần thiết nghiên cứu đề tài 1.1.1 Thực trạng trang bị máy móc phương tiện cho ngành 1.1.1.1 Quy mô sử dụng đất nơng nghiệp mức độ trang bị máy móc điện nông nghiệp 1.1.1.2 Nguồn động lực sản xuất nông nghiệp 1.1.1.3 Mức độ giới hóa sản xuất cơng nghệ sau thu hoạch 1.1.2 Nhu cầu động nhỏ cho nông nghiệp nông thôn Việt Nam 1.1.3 Nhu cầu động xy lanh Diesel Việt Nam 1.1.4 Công nghiệp máy động lực Việt Nam 1.1.4.1 Thị phần cạnh tranh máy nông nghiệp 1.1.4.2 Thị phần công suất máy nông nghiệp 10 1.1.5 Nhiên liệu thay 13 1.1.6 Phương pháp nghiên cứu trình cháy động diesel xy lanh sử dụng nhiên liệu Biodiesel 15 1.1.7 Kết luận 15 1.2 Tình hình nghiên cứu nước ngồi nước 16 1.2.1 Tính hình nghiên cứu động xy lanh nước 16 v 1.2.2 Tính hình nghiên cứu động xy lanh Việt Nam 17 1.3 Mục đích đối tượng nghiên cứu đề tài 20 1.4 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 20 1.5 Phạm vi nghiên cứu 20 1.6 Nội dung nghiên cứu đề tài 21 1.7 Ý nghĩa khoa học thực tiễn mà đề tài mang lại 21 1.7.1 Ý nghĩa khoa học 21 1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn 21 1.8 Phương pháp nghiên cứu 22 1.8.1 Phương pháp thống kê, phân tích 22 1.8.2 Phương pháp tính tốn lý thuyết mô 22 1.8.3 Phương pháp nghiên cứu tính tốn thiết kế 22 1.8.4 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 22 1.8.5 Phương pháp chuyên gia 22 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CHÁY 23 2.1 Cơ sở lý thuyết trình cháy động nhiệt 23 2.1.1 Tính chất màng lửa 23 2.1.2 Cháy hoàn toàn lý thuyết 24 2.1.3 Các định luật nhiệt động học cho trình cháy 26 2.1.3.1 Định luật nhiệt động học thứ áp dụng cho trình cháy 26 2.1.3.2 Định luật nhiệt động học thứ hai áp dụng cho trình cháy 32 2.2 Cơ sở lý thuyết trình cháy động Diesel phun gián tiếp 36 2.2.1 Khái quát trình cháy động Diesel 36 2.2.2 Lý thuyết trình cháy động Diesel phun gián tiếp 38 2.2.3 Phân tích áp suất buồng cháy 40 2.2.4 Hiệu suất cháy 41 2.2.5 Động phun gián tiếp IDI 41 2.2.6 Quá trình cháy động Diesel phun gián tiếp IDI 44 2.3 Cơ sở lý thuyết TVCS nhiệt hóa 50 vi 2.3.1 Lý thuyết ba dòng xoáy lốc 50 2.3.2 Mơ hình chuyển động ba dịng xốy lốc 53 2.3.2.1 Mơ hình Helmholtz 53 2.3.2.2 Mơ hình Theo Goriachev 54 2.3.2.3 Mơ hình Grobli 54 Chương NHIÊN LIỆU BIO-DIESEL SỬ DỤNG CHO ĐỘNG CƠ DIESEL 55 3.1 Tổng quan nhiên liệu sinh học Biodiesel 55 3.1.1 Khái niệm 55 3.1.2 Các tính sử dụng nhiên liệu Biodiesel 55 3.1.2.1 Tính chất lý hóa nhiên liệu Biodiesel 55 3.1.2.2 Ưu nhược điểm mặt môi trường nhiên liệu Biodiesel 56 3.1.2.3 Ưu nhược điểm mặt kỹ thuật nhiên liệu Biodiesel 57 3.1.2.4 Ưu nhược điểm mặt kinh tế nhiên liệu Biodiesel 57 3.2 Đặc điểm động sử dụng nhiên liệu Biodiesel 61 3.2.1 Tạo hỗn hợp dùng nhiên liệu Biodiesel 61 3.2.2 Vấn đề tăng khả lưu thông nhiên liệu qua bầu lọc dùng nhiên liệu Biodiesel 61 3.2.3 Ưu điểm buồng cháy TVCS sử dụng nhiên liệu Biodiesel 61 3.3 Nguyên liệu sản xuất thành phần hóa học nhiên liệu Biodiesel 63 3.3.1 Dầu thực vật 63 3.3.2 Mỡ động vật 64 3.3.3 Dầu thải chiên rán 65 3.4 Phương pháp điều chế nhiên liệu Biodiesel 67 3.4.1 Phương pháp điều chế Biodiesel từ mỡ cá Basa 67 3.4.1.1 Qui trình cơng nghệ chiết tách mỡ lỏng từ mỡ cá 67 3.4.1.2 Qui trình sản xuất Biodiesel hình ảnh 69 3.4.2 Phương pháp điều chế dầu Biodiesel từ Jatropha 71 3.4.2.1 Qui trình điều chế 71 3.4.2.2 Công nghệ sản xuất dầu Jatropha 72 vii 3.5 Các thơng số nhiên liệu Biodiesel 74 3.5.1 Các tiêu nhiên liệu dầu từ mỡ cá basa 74 3.5.2 Các tiêu nhiên liệu dầu Jatropha 75 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MƠ HÌNH CHÁY ĐỘNG CƠ DIESEL TRONG PHẦN MỀM RICARDO WAVE 76 4.1 Mơ hình cháy động Diesel Wiebe 76 4.1.1 Cháy trễ 78 4.1.2 Mơ hình cháy phun thí điểm 78 4.2 Mơ hình cháy đa phần động Diesel Wiebe 79 4.3 Mơ hình cháy tia phun Diesel 80 4.3.1 Sự bay giọt nhiên liệu 81 4.3.2 Hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu 81 4.3.3 Sự cháy 82 4.3.4 Sự hình thành NOx 82 4.3.5 Sự hình thành bồ hóng 83 4.4 Mơ hình phân tích giải phóng nhiệt q trình cháy 85 4.4.1 Sự Nén 85 4.4.2 Sự Cháy 85 4.4.3 Xác định điểm chết (TDC) 89 4.5 Dữ liệu cháy động Diesel 90 Chương NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU BIO-DIESEL TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL PHUN GIÁN TIẾP CÓ BUỒNG CHÁY TVCS BẰNG PHẦN MỀM RICARDO WAVE 94 5.1 Tổng quan phần mềm mô động đốt Ricardo Wave 94 5.1.1 Giới thiệu 94 5.1.2 Các chức bước xây dựng mơ hình mơ 95 5.1.2.1 Các chức phần mềm Ricardo Wave 95 5.1.2.2 Các bước xây dựng mơ hình mơ Ricardo Wave 95 viii 5.1.3 Phương pháp xây dựng mơ hình mô động Diesel xy lanh phần mềm Ricardo Wave 96 5.2 Mơ hình hóa q trình cháy, lửa khu vực cháy 98 5.2.1 Nghiên cứu thực nghiệm trình cháy khuếch tán 98 5.2.2 Mơ hình hóa q trình cháy phần mềm Kiva 102 5.2.2.1 Mơ hình cháy trễ 102 5.2.2.2 Mơ hình cháy 104 5.2.2.3 Mơ hình hình thành bồ hóng cháy bồ hóng 106 5.3 Mơ trình cháy động Diesel sử dụng nhiên liệu Biodiesel phần mềm Ricardo Wave 108 5.3.1 Các thông số mô động Diesel xy lanh sử dụng nhiên liệu Biodiesel 108 5.3.2 Các kết mô động đồ thị 109 5.3.2.1 Đặc tính động 109 5.3.2.2 Đặc tính khí thải động 118 5.3.3 Mơ hình ảnh tốc độ dòng chảy, áp suất nhiệt độ nhiên liệu B5 số vòng quay n = 2800 124 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 134 6.1 Kết luận kết đề tài 134 6.2 Kiến nghị 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT - ĐBSH: đồng sông hồng - Ha: hecta - HP/hp (Horse Power): sức kéo (sức ngựa) - PTVN: phương tiện vận tải - GDP (Gross Domestic Product): tổng sản phẩm quốc nội - SVEAM (Southern Vietnam Engine and Agricultural Machinery): công ty Trách nhiệm hữu hạn thành viên Động Máy nông nghiệp Miền Nam - VEAM (Vietnam Engine and Agricultural Machinery): tổng công ty máy động lực máy nông nghiệp Việt Nam - LPG (Liquefied Petroleum Gas): khí hóa lỏng - CNG (Compressed Natural Gas): khí nén thiên nhiên - LNG (Liquefied Natural Gas): khí hóa lỏng tự nhiên - BDF/BD (Biodiesel Fuel): nhiên liệu Diesel sinh học - ODA (Official Development Assistance): hỗ trợ phát triển thức - SAE (Society of Automotive Engineers): hiệp hội kỹ sư ô tô Mỹ - E-TVCS/TVCS/TVC (Three Vortex Combustion System): hệ thống buồng cháy luồng xoáy lốc - IDI (Indirect Injection): phun gián tiếp - DI (Direct Injection): phun trực tiếp - ISFC (Indicated Specific Fuel Consumption): số tiêu hao nhiên liệu - EVO (Exhaust Valve Open): van xả mở - EVC (Exhaust Valve Close): van xả đóng - IVO (Intake Valve Open): van hút mở - IVC (Intake Valve Close): van hút đóng - TDC (Top Dead Center): điểm chết - BDC (Bottom Dead Center): điểm chết - CA (CRANK ANGLE): góc quay trục khuỷu x - RPM (Revolutions Per Minute): vòng/phút - HC: Hidrocarbure chưa cháy - PPM (Parts Per Million): đơn vị đo mật độ - CI (Compress Ignition): động Diesel nén cháy - DO (Diesel Oil): dầu Diesel - CV (Cheval Vapeur (France)): mã lực Pháp, CV = 0,986 HP; HP = 0,736 kW; kW = 1,36 HP; CV = 0,736 kW - A/F (Air/ Fuel): tỷ số khơng khí nhiên liệu - FAO (Food and Agriculture Organization): tổ chức nông lương liên hiệp quốc - SI (Spark Ignition): cháy tia lửa (động xăng) - TDCF (Top Dead Center Firing): thứ tự điểm chết xi Bảng 5.3: Bảng số liệu mô moment đầu mẫu nhiên liệu Diesel, B5, B10 Tốc độ Moment động Me Vòng/phút (N.m) Nhiên liệu DO B5 B10 700 89,09 61,29 55,73 1000 95,95 67,18 61,31 1300 98,65 69,7 63,6 1700 100,09 71,21 64,95 2000 100,91 71,91 65,5 2200 101,37 72,32 65,79 2400 101,05 72,2 65,63 2600 101,72 72,6 65,96 2800 100,88 71,88 65,2 128 Bảng 5.4: Bảng số liệu mô suất tiêu hao nhiên liệu mẫu nhiên liệu Diesel, B5, B10 Tốc độ Suất tiêu hao nhiên liệu Vòng/phút (kg/kW/hr) Nhiên liệu DO B5 B10 700 0,246 0,358 0,393 1000 0,232 0,332 0,364 1300 0,229 0,324 0,355 1700 0,230 0,323 0,354 2000 0,233 0,327 0,359 2200 0,236 0,331 0,364 2400 0,239 0,335 0,369 2600 0,243 0,341 0,375 2800 0,248 0,349 0,385 129 Bảng 5.5: Bảng số liệu mô hiệu suất nhiệt động mẫu nhiên liệu Diesel, B5, B10 Tốc độ Hiệu suất nhiệt động Vòng/phút (%) Nhiên liệu DO B5 B10 700 34,12 34,32 34,07 1000 36,13 36,97 36,82 1300 36,72 37,91 37,75 1700 36,56 37,98 37,81 2000 36,07 37,58 37,36 2200 35,61 37,11 36,85 2400 35,12 36,62 36,33 2600 34,52 35,99 35,69 2800 33,8 35,17 34,82 130 Bảng 5.6: Bảng số liệu mô nồng độ CO mẫu nhiên liệu Diesel, B5, B10 Tốc độ Nồng độ CO Vòng/phút (ppm) Nhiên liệu DO B5 B10 700 95,79 3,08 1,37 1000 203,16 7,27 3,26 1300 314,88 12,13 5,5 1700 460,42 19 8,78 2000 559,14 24,54 11,24 2200 617,9 28,07 12,81 2400 678,51 31,46 14,41 2600 750,08 36,15 16,85 2800 818.47 40,33 18,8 131 Bảng 5.7: Bảng số liệu mô nồng độ NOx mẫu nhiên liệu Diesel, B5, B10 Tốc độ Nồng độ NOx Vòng/phút (ppm) Nhiên liệu DO B5 B10 700 2331 1286 1194 1000 2267 1180 1085 1300 2210 1091 989 1700 2132 986 886 2000 2087 931 831 2200 2056 902 800 2400 2024 875 774 2600 2008 851 752 2800 1991 831 733 132 Bảng 5.8: Bảng số liệu mô nồng độ HC mẫu nhiên liệu Diesel, B5, B10 Tốc độ Nồng độ HC Vòng/phút (ppm) Nhiên liệu DO B5 B10 700 49,48 31,73 28,77 1000 49,43 31,693 28,798 1300 49,44 31,692 28,796 1700 49,62 31,81 28,90 2000 49,7 31,85 28,939 2200 49,663 31,84 28,935 2400 49,666 31,83 28,92 2600 49,8 31,93 29,02 2800 49,83 31,95 29,03 133 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận kết đề tài Sau thời gian hai năm vừa qua, hướng dẫn tận tình giảng viên hướng dẫn, với cố gắng nổ lực thân, tơi hồn thành đề tài tiến độ Quá trình thực diễn liên tục logic, số liệu thu thập xử lý đầy đủ xác Nội dung luận văn đáp ứng đủ yêu cầu đề tài Các kết luận văn thu tập trung vào nội dung sau: - Tìm hiểu nhu cầu nguồn động lực phục vụ cho việc giới hóa nơng nghiệp, nơng thơn Việt Nam Nhận thấy rằng, nước ta với hai khu vực sản xuất nông nghiệp lớn đồng sông Hồng Đồng sông Cửu Long với sản lượng gạo năm lên đến hàng chục triệu (42 triệu - 2011) đứng thứ giới Lâm nghiệp trọng khai thác tái trồng rừng, diện tích rừng trồng lớn (133.575 năm 2010) Ngư nghiệp phát triển mạnh kể số lượng tàu thuyền sản lượng khai thác, tổng công suất tàu cá tăng từ 7,18 triệu HP lên 7,52 triệu HP [1] Nhìn chung ngành Nơng – Lâm - Ngư ngành kinh tế chủ chốt kinh tế Việt Nam Vì vậy, nhu cầu nguồn động lực cho hoạt động sản xuất nông thôn Việt Nam lớn Các hãng sản xuất động tiếng giới như: Kubota, Yanma, Honda,… đầu tư sản xuất phân phối tồn quốc Trong nước, số cơng ty động SVEAM triển khai sản xuất loại động Diesel công suất nhỏ (từ 20 - 50 HP) phục vụ cho sản xuất nơng thơn Để chủ động nguồn động lực phục vụ cho sản xuất giảm giá thành sản phẩm, đẩy nhanh q trình giới hóa, đại hóa nơng thơn việc nghiên cứu sản xuất loại động việc làm cấp thiết cơng nghiệp khí nước nhà - Nghiên cứu tính cấp thiết khả ứng dụng nhiên liệu Biodiesel động đốt Trong thời kỳ kinh tế hội nhâp phát triển, Việt Nam quốc gia khác giới phải đối mặt với khó khăn khủng 134 hoảng lượng ô nhiễm môi trường gây Và Biodiesel xem loại nhiên liệu có tiềm lớn nước ta cho việc giải hiệu vấn kinh tế, trị, xã hội mơi trường khủng hoảng lượng gây Với tính chất lý hóa gần giống với nhiên liệu Diesel truyền thống nhiều ưu điểm như: trị số Cetane, điểm chớp cháy, thành phần oxy…nhiên liệu Biodiesel có khả ứng dụng tốt động Diesel, đặc biệt loại động Diesel phun nhiên liệu gián tiếp Luận văn nhược điểm nhiên liệu Biodiesel độ nhớt cao, nhiệt trị thấp, khả ăn mòn chi tiết buồng cháy, từ đưa giải pháp để khắc phục hồn thiện khả hình thành cho q trình cháy Với nguồn gốc sinh học, nhiên liệu Biodiesel sản xuất từ nhiều nguồn khác như: từ thực vật (đậu, ngũ cốc, dừa, jatropha…), từ động vật (cá tra, cá basa, mở bò), từ rác, phế thải, từ tảo… Nhìn chung nhiên liệu Biodiesel loại nhiên liệu thay cho nhiên liệu Diesel truyền thống tương lai gần - Nghiên cứu trình cháy động Diesel phun gián tiếp sử dụng buồng cháy xoáy lốc TVC Kết cho thấy việc sử dụng buồng cháy xoáy lốc TVC giúp cải thiện đáng kể khả cháy nhiên liệu, giúp cho khả cháy động hoàn thiện cháy làm giảm khả ô nhiễm môi trường đồng thời tiêu hao nhiên liệu thấp, nồng độ khí xả kiểm sốt Các đặc tính buồng cháy TVC cho thấy tiềm cho việc ứng dụng nhiên liệu Biodiesel động đốt Động Diesel sử dụng buồng cháy TVC khắc phụ nhược điểm mà loại nhiên liệu Biodiesel tồn như: độ nhớt cao, nhiệt trị thấp, điểm chớp cháy cao vấn đề ăn mịn động - Mơ q trình cháy nhiên liệu Biodiesel động Diesel xy lanh phun gián tiếp sử dụng buồng cháy TVC Bằng việc mơ q trình cháy nhiên liệu Diesel, B5, B10 từ dầu cá basa buồng cháy TVC động mẫu D1703-M-E3B hãng Kubota, luận văn thể 135 6.2 Kiến nghị Bên cạnh khía cạnh đạt được, nhiên luận văn có mặt hạn chế: - Tìm hiểu, nghiên cứu buồng cháy xốy lốc mơ phần mềm Ricardo Wave chưa mô buồng cháy phun gián tiếp mặt hạn chế phần mềm, tác giả giả thiết buồng cháy phụ sau chớm cháy kết hợp với khơng khí phun vào buồng cháy xem vòi phun động Diesel phun trực tiếp để đánh giá nồng độ ô nhiễm nhiên liệu Diesel, B5 B10 xảy trình cháy - Các kết đề tài trước như: “Nghiên cứu mô động Diesel ba xy lanh phun gián tiếp sử dụng nhiên liệu Biodiesel” Trần Thanh Vũ luận văn thạc sĩ trường đại học Bách Khoa, “Nghiên Cứu Mô Phỏng Động Cơ Diesel Xy Lanh Theo Hướng Sử Dụng Nhiên Liệu Sinh Học Trương Văn Ngọc luận văn thạc sĩ trường đại học Bách Khoa Tp.HCM Đã cho thấy nhiên liệu Biodiesel pha với thành phần 10 % trở lại động hoạt động với thành phần 10 % động khó hoạt động độ nhớt, nhiệt trị thấp, điểm chớp cháy cao vấn đề ăn mòn động lớn làm cho động không hoạt động - Vì đề tài nghiên cứu lý thuyết cháy để đánh giá nồng độ ô nhiễm tiêu hao nhiên liệu nên có kết phù hợp với thực nghiệm tác giả dùng phần mềm Ricardo Wave áp dụng với mơ hình động Diesel Wiebe Bên cạnh tác giả có kiến nghị sau: - Cần phải mô phần mềm mô lý thuyết phần mềm mô thực nghiệm để đánh giá trình cháy động cơ, so sánh nồng độ ô nhiễm động khí xả động cơ, so sánh tính tiêu hao nhiên liệu Diesel so với Biodiesel lý thuyết thực nghiệm để đưa kết tốt ứng dụng vào thực tế - Dùng phần mềm mô buồng cháy phun gián tiếp động Diesel để nhìn thấy diễn biến liên tục từ phun nhiên liệu cháy vào buồng 136 cháy phụ đến cháy hoàn toàn xảy buồng cháy thực nghiệm lý thuyết - Nghiên cứu tối ưu hóa số cụm chi tiết hệ thống động Diesel xy lanh - Nghiên cứu thiết kế sản xuất số cụm động Diesel xy lanh - Nghiên cứu thiết kế quy trình sản xuất hàng loạt động Diesel xy lanh Việt Nam - Nghiên cứu thiết kế ứng dụng động Diesel xy lanh sử dụng Biodiesel xe tải phục vụ nơng thơn việt nam Ngồi cịn nghiên cứu ứng dụng thêm vài loại nhiên liệu Biodiesel sản xuất từ nhiều nguồn khác cho phù hợp với điều kiện Việt Nam Trong khoảng thời gian ngắn, việc nghiên cứu luận văn hẳn khơng tránh khỏi thiếu sót Có thể khẳng định đề tài đầy tiềm mang đậm tính khả thi cho cơng nghiệp khí nói riêng kinh tế Việt Nam nói chung Một sản xuất thành cơng động Diesel xy lanh phục vụ nông thôn hay ứng dụng thành liệu Biodiesel động cơ, nhiều triển vọng phát triển kinh tế, khoa học, kỹ thuật, xã hội môi trường phát triển, cho đất nước Việt Nam hội nhập với phát triển mảng nhiên liệu với giới 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=408&idmid=4&ItemID=13398 [2] http://vi.wikipedia.org/wiki/Kinh_t%E1%BA%BF_Vi%E1%BB%87t_Nam [3]http://www.spinasia.org/index.php?option=com_content&view=article&id=577 %3A-nganh-nong-nghip-a-cu-t-nc-nay-&catid=1&Itemid=107&lang=vi [4] Phạm Văn Lang, Chu Văn Thiện Nguyễn Hay, “Cơ giới hóa tiến trình đại hóa nơng nghiệp nơng thơn Việt Nam”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn – số 5, tháng năm 2010 [5] http://www.agroviet.gov.vn/Pages/home.aspx [6] http://cafef.vn/doanh-nghiep/phan-tich-canh-tranh-trong-nganh- che- tao- maynong-nghiep-20120625055748122ca36.chn [7] http://www.baomoi.com/Thi-truong-may-nong-nghiep- Viet - Nam -Thua-trensan-nha/45/7950570.epi [8] http://www.agroviet.gov.vn/Pages/news_detail.aspx?NewsId=19205 [9] http://www.baomoi.com/Thi-truong-may-nong-nghiep- Viet - Nam -Thua-trensan-nha/45/7950570.epi [10] http://www.binhdinhinvest.gov.vn [11] http://www.vietnambiodiesel.blogspot.com [12] www.sae.org [13] B Tesfa R Mishra, F Gu, A D Ball, “Combustion Characteristics of CI Engine Running with Biodiesel Blends ”, International Conference on Renewable Energies and Power Quality, Las Palmas de Gran Canaria (Spain), 13th to 15th April, 2011 [14] S.S Wirawan, A.H Tambunan, M Djamin, and H Nabetani “The Effect of Palm Biodiesel Fuel on the Performance and Emission of the Automotive Diesel Engine” Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal Manuscript EE 07 005 Vol X April, 2008 138 [15] Phạm Xuân Mai, Huỳnh Thanh Cơng Nguyễn Đình Hùng, “Góp phần nghiên cứu phương pháp hòa trộn hỗn hợp Biodiesel động Diesel xy lanh phun gián tiếp (Contribution to a Biodiesel Mixture Formation Study of cylinder IDI Engine)”, Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 12: Kỹ thuật Ơ tơ Động Nhiệt, 2011 [16] Phạm Xuân Mai et al, “Nhu cầu khả ứng dụng nhiên liệu sinh học cho động nhiều xy lanh dùng nông thôn Việt Nam (Demand and Possibility of BioFuel Application for Multycylinders in Rural Areas of Vietnam)”, Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 12: Kỹ thuật Ơ tơ - Động Nhiệt, 2011 [17] Nguyễn Vương Chí, “Nghiên cứu tính chất nhiệt động lực học động Vikyno xy lanh sử dụng nhiên liệu Biodiesel-dầu dừa (Study the temperature dynamic of one cylinder Vikyno engine using Biodiesel-Coco oil fuel)”, ĐH Bách Khoa TP.HCM, 2004 [18] Trần Thanh Hải Tùng, Lê Anh Tuấn Phạm Minh Tuấn, “Nghiên cứu sử dụng nhiên liệu thay động Diesel (Research on utilization of alternative fuels in conventional diesel engines”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng Hải số 21-01/2010 [19] PGS.TSKH Bùi Văn Ga, “Quá trình cháy động đốt trong”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2002 [20] www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/deer /deer10_reitz.pdf [21] http://www.howcarswork.co.uk [22] gmcnet.webs.ull.es/ /grobliannurev.fl.24.010192.000 “Grobli's Solution of the Three-Vortex Problem” [23] Hassan Aref Niels Bohr Visiting Professor Center for Fluid Dynamics, Fluid•DTU Technical University of Denmark Reynolds Metals Professor Department of Engineering Science & Mechanics Virginia Polytechnic Institute & State University Princeton Plasma Physics Laboratory November 5, 2008 ‘‘The 139 Three-Vortex Problem’’ www.pppl.gov/colloquia /WC05NOV08_HAref.pdf “ The Three-Vortex Problem - Princeton Plasma Physics Laboratory ” [24] John B Heywood: “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGraw- Hill Book Company, New York, 1988 [25] Richard Stone: “Introduction to Internal Combustion Engines (Third edition)”, SAE International, 1999 [26] Kenneth W Ragland, Kenneth M Bryden: “Combustion Engineering”, CRC Press Taylor & Francis Group, 2011 [27] Günter P Merker, Christian Schwarz, Gunnar Stiesch, Frank Otto: “Simulating Combustion”, Springer, 2006 [28] Kiyoshi Hataura, Masahiro Nagahama: “Swirl Chamber Type Combustion Chamber for Diesel Engine”, United States Patent, Patent Number: 4798183, 1989 [29] M Zellat, Th Rolland and F Poplow : “Three Dimensional Modelling of Combustion and Soot Formation in an Indirect Injection Diesel Engine”, SAE Technical Paper Series March 2,1990 [30] Tim Sebastian Strauss, Georg Wolfgang Schweimer: “Combustion in a Swirl Chamber Diesel Engine Simulation by Computation of Fluid Dynamics”, SAE Technical Paper Series March 2, 1995 [31] Hideo Kawamura, Yamato, Kimi Kubota, Chigasaki, Hideo Ohta, Kanagawa: “Compression Ignition Internal Combustion Engine with Auxiliary Swirl Combustion Chamber”, United States Patent, Patent Number: 4186692, Feb.5, 1980 [32] Gyeung Ho Choi, Jae Cheon Lee, Tae Yun Kwon, Chang Uk Ha, Jong Soon Lee, Yon Jong Chung, Yong Hoon Chang, Sung Bin Han: “Combustion characteristics of a swirl chamber type diesel engine”, Springer Journal of Mechanical Science and Technology 23 (2009) 3385~3392 August 9, 2009 140 [33] Kaoru Taira, Hirotoshi Inoue: “Main Combustion Chamber of Swirl Chamber type Diesel Engine”, United States Patent, Patent Number: 3965872, June 29, 1976 [34] Yoshihiro Hotta, Kiyomi Nakakita, Minaji Inayoshi, Takashi Ogawa, Takeshi Sato, Mitsumasa Yamada: “Combustion Improvement for Reducing Exhaust Emissions in IDI Diesel Engine”, SAE Technical Paper Series International Congress and Exposition Detroit, Minichigan February 23-26, 1998 [35] Wolschendorf, Manfred Durnholz, Karl Schmillen: “The IDI Diesel Engine and Its Combustion Noise Variations”, SAE Technical Paper Series International Congress and Exposition Detroit, Minichigan February 25- March 1, 1991 [36] Watson, N., A D Pilley, and M Marzouk "A Combustion Correlation for Diesel Engine Simulation", SAE Paper 800029, 1980 [37] Ricardo Software, Chicago Technical Center,7850 Grant Street, Burr Ridge, IL 60527-5852,U.S.A [38] Trương Văn Ngọc, “Nghiên Cứu Mô Phỏng Động Cơ Diesel Xy Lanh Theo Hướng Sử Dụng Nhiên Liệu Sinh Học”, luận văn thạc sĩ, trường đại học Bách Khoa, đại học quốc gia TP.HCM, năm 2010 [39] Trần Thanh Vũ, “Nghiên cứu mô động Diesel ba xy lanh phun gián tiếp sử dụng nhiên liệu Biodiesel”, luận văn thạc sĩ, trường đại học Bách Khoa, đại học quốc gia TP.HCM, năm 2012 [40] www.google.com.vn “biodiesel and diesel oil prices in Vietnam” 141 ... Phương pháp nghiên cứu q trình cháy động Diesel xy lanh sử dụng nhiên liệu Biodiesel Có phương pháp việc nghiên cứu trình cháy động Diesel xy lanh sử dụng nhiên liệu sinh học Biodiesel là: -... hình nghiên cứu sử dụng nhiên liệu Biodiesel Việc nghiên cứu động sử dụng nhiên liệu Biodiesel thực phương thức thực nghiệm mô Sau cơng trình nghiên cứu động sử dụng nhiên liệu Biodiesel công bố... lọc dùng nhiên liệu Biodiesel 61 3. 2 .3 Ưu điểm buồng cháy TVCS sử dụng nhiên liệu Biodiesel 61 3. 3 Nguyên liệu sản xuất thành phần hóa học nhiên liệu Biodiesel 63 3 .3. 1 Dầu thực