Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN 978 604 82 2548 3 249 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG PHỤ GIA VI NHŨ ĐẢO TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Nguyễn Hữu Tuấn Khoa Cơ khí Trường Đại học Thủy lợi, e[.]
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG PHỤ GIA VI NHŨ ĐẢO TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Nguyễn Hữu Tuấn Khoa Cơ khí - Trường Đại học Thủy lợi, email: nhtuan@tlu.edu.vn khống thơng thường (DO) diesel có pha phụ gia vi nhũ chứa nano oxit kim loại (DONhiên liệu dầu diesel Adnano) Thử nghiệm thực nguồn lượng sử dụng đường đặc tính ngồi động (100% động đốt phục vụ cho hoạt động tải), bơm cao áp kéo kinh tế Tuy nhiên giá xăng dầu biến đến mức cực đại, giữ cố định, động mạnh, tài ngun lượng hóa thạch tiến hành đo mơ men, công suất, suất tiêu ngày cạn kiệt tình trạng phát thải hao nhiên liệu phát thải Đo phát thải CO, nhiễm khơng khí phương tiện giao HC, NOx, CO2 theo chu trình thử 13 chế độ thơng ngày trầm trọng có hại cho sức ECE R49 khỏe người môi trường sinh thái Có nhiều biện pháp nâng cao hiệu lượng giảm phát thải động đốt nghiên cứu đem lại hiệu định như: Tối ưu kết cấu, sử dụng nhiên liệu thay thế… Tuy nhiên, công nghệ cải tiến, sử dụng nhiên liệu thay kèm với giá thành cao, nguồn nguyên liệu, nhà máy chế biến lớn phù hợp với thiết kế động mới, khó can Hình Sơ đồ băng thử động thiệp vào động lưu hành Thực nghiệm thực băng thử Một giải pháp không cần can thiệp vào “phần cứng” động cải tiến động Phịng Thí nghiệm Động đốt nhiên liệu (sử dụng phụ gia tiết kiệm nhiên trong, Viện khí động lực, Trường Đại học liệu) Bài báo trình bày kết nghiên Bách khoa Hà Nội (hình 1) Động thử cứu thử nghiệm phụ gia vi nhũ đảo chứa nghiệm động diesel Hyundai D4BB với nano oxit kim loại nhiên liệu động thông số bảng diesel giúp nâng cao chất lượng trình Bảng Thơng số kỹ thuật cháy động đốt làm tăng công động diesel Hyundai D4BB suất giảm phát thải GIỚI THIỆU CHUNG Model động PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Dung tích xi lanh (cm3) Nghiên cứu thực theo phương pháp đối chứng với điều kiện So sánh tính kỹ thuật phát thải động diesel sử dụng nhiên liệu diesel Đường kính x hành trình (mm) D4BB 2.607 91,1 100 Cơng suất lớn (Kw - vịng/phút) 59-4.000 Mơ-men lớn (N.m - vòng/phút) 170-2.200 249 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 công suất động Khi sử dụng nhiên 3.1 Ảnh hưởng phụ gia tới tính liệu pha phụ gia DO-Adnano, cơng suất động cao so với nhiên liệu diesel, kỹ thuật động tiêu hao nhiên liệu thấp Kết theo Diễn biễn áp suất bên xi lanh hệ đường đặc tính ngồi cho thấy, tốc độ 3500 số lambda sử dụng nhiên liệu DO 0,05S (vịng/phút), cơng suất tăng 2,60%, suất tiêu DO-Adnano tốc độ 3500 (vịng/phút) có hao nhiên liệu giảm 5,47% Tính trung bình xu hướng (hình 2) (hình 3) tồn dải tốc độ, cơng suất tăng 2,8%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 5,5% Sự thay đổi tính chất phụ gia vi nhũ đảo chứa nano oxit kim loại, nhiên liệu pha phụ gia phun vào xi lanh, phụ gia có nhiên liệu nhanh chóng khuếch tán tạo thành dạng hạt nước hình cầu kích cỡ nanomét Những hạt xảy với trình bốc hơi, nổ với trình hoạt động động nhờ làm vỡ tan giọt sương nhiên liệu Lần hóa sương thứ hai trở Hình Kết đo áp suất xi lanh thành hạt dầu cấp độ nanomét, có tác dụng hịa trộn khuếch tán phạm vi rộng giúp nhiên liệu cháy triệt để dẫn đến lượng giải phóng đơn vị nhiên liệu tăng cao, cơng suất động tăng lên KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.2 Ảnh hưởng phụ gia tới hàm lượng phát thải động Khi tăng tốc độ động thành phần CO có xu hướng tăng dần, NOx tăng đến số vịng quay 2000 (vịng/phút) sau giảm, thành Hình Hệ số lambda phần muội HC có xu hướng giảm dần sau Công suất suất tiêu hao nhiên liệu tăng Thành phần HC tỷ lệ nghịch với động theo đặc tính ngồi có xu hướng NOx, thành phần muội xu hướng sử dụng hai loại nhiên liệu (hình 4) giảm đến tốc độ 3000 (vịng/phút) sau lại có xu hướng tăng Với nhiên liệu pha phụ gia, thành phần khí phát thải CO, NOx, HC muội điều có xu hướng thấp so với nhiên liệu diesel khơng pha phụ gia, trung bình tồn dải tốc độ, CO giảm 8,53%, HC giảm 11,14%, NOx giảm 10,19%, độ khói giảm 5,68% (hình 5) Hình Kết đo công suất suất tiêu hao nhiên liệu theo đường đặc tính ngồi Khi tăng tốc độ động đến 2000 vịng/phút, cơng suất động tăng, suất tiêu hao nhiên liệu giảm Tiếp tục tăng tốc độ, suất tiêu hao nhiên liệu có xu hướng tăng 250 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 q trình oxy hóa hồn tồn hydrocacbon có mặt nhiên liệu q trình đốt cháy nhiên liệu Bên cạnh đó, hạt nano oxit kim loại có mặt nhiên liệu lỏng tạo bề mặt xúc tác có khả cung cấp oxy cho trình đốt cháy, làm cho trình cháy diễn thuận lợi triệt để Nhờ hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu giảm, chất nhiễm sinh từ q trình đốt cháy khơng hồn tồn nhiên liệu (muội, CO, HC chưa cháy hết) giảm đáng kể KẾT LUẬN Các kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy hiệu tiết kiệm nhiên liệu giảm phát thải ô nhiễm phụ gia nhiên liệu vi nhũ Adnano Cụ thể, tốc độ 3500 (vịng/phút) cơng suất động tăng 2,6% suất tiêu hao nhiên liệu giảm 5,47% Ở số vịng quay khác, cơng suất đo sử dụng loại nhiên liệu xấp xỉ Tính trung bình tồn dải tốc độ, cơng suất tăng 2,8%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 5,5% Thành phần phát thải CO, HC, NOx độ khói động sử dụng nhiên liệu DO-Adnano giảm so với sử dụng nhiên liệu diesel DO 0,05S: phát thải CO giảm 8,53%, HC giảm 11,14%, NOx giảm 10,19%, độ khói giảm 5,68% Mức độ cải thiện phù hợp với chế làm việc Hình Kết đo phát thải phụ gia vi nhũ đảo chứa nano oxit kim loại CO, HC, NOx, độ khói đáp ứng yêu cầu nâng cao hiệu trình Sự giảm tính chất phụ gia hịa trộn khơng khí - nhiên liệu, tạo bề mặt xúc W/O (Water/Oil - Nước dầu), nhiên tác cung cấp xy, cải thiện q trình cháy, liệu pha phụ gia phun vào xi lanh, có nâng cao tính kỹ thuật động tượng nổ nhỏ diễn trước cháy làm cho giảm nhiễm mơi trường khơng khí nhiên liệu hòa trộn khuếch tán phạm vi rộng giúp nhiên liệu TÀI LIỆU THAM KHẢO cháy triệt để, phát thải CO NOx [1] Phạm Minh Tuấn (2007), “Động đốt giảm Hơn hệ số dư lượng khơng khí trong”, NXB KH &KT Hà Nội lambda () thấp hơn, oxy nên làm [2] D.C.Kim, et al, Fuel Additives for giảm phát thải NOx Ngoài phát thải HC Particulate Matter/Dust Reduction, Asian giảm nhiên liệu cháy kiệt Cùng với nhiên Journal of Chemistry, vol, 20, 2008 liệu cháy triệt để độ khói giảm [3] Bidita, BS et al (2016), "Preparation, theo tương ứng Ngoài ra, phối trộn phụ characterization and engine performance of water in diesel nanoemulsions", Journal of gia vi nhũ đảo chứa nano oxit kim loại, the Energy Institute 89(3), tr 354-365 hạt vi nhũ phân tán đồng toàn khối nhiên liệu, tạo nên hạt [4] Kim, DC, et al (2008), "Fuel Additives for Particulate Matter/Dust Reduction", Asian vi nhũ chứa nano oxit kim loại có kích cỡ Journal of Chemistry 20(8), tr.5797 vài nm Các hạt có khả xúc tác cho 251 ... 978-604-82-2548-3 công suất động Khi sử dụng nhiên 3.1 Ảnh hưởng phụ gia tới tính liệu pha phụ gia DO-Adnano, công suất động cao so với nhiên liệu diesel, kỹ thuật động tiêu hao nhiên liệu thấp... dải tốc độ, cơng suất tăng 2,8%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 5,5% Sự thay đổi tính chất phụ gia vi nhũ đảo chứa nano oxit kim loại, nhiên liệu pha phụ gia phun vào xi lanh, phụ gia có nhiên... KẾT LUẬN Các kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy hiệu tiết kiệm nhiên liệu giảm phát thải ô nhiễm phụ gia nhiên liệu vi nhũ Adnano Cụ thể, tốc độ 3500 (vòng/phút) công suất động tăng 2,6% suất