Hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết bị sản xuất diesel nhũ tương quy mô 15 m3 h

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU Dự án sản xuất thử nghiệm HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT DIESEL NHŨ TƯƠNG QUY MƠ 15 m3/h chỉnh sửa theo góp ý hội đồng nghiệm thu theo biên họp hội đồng tổ chức vào ngày 17 tháng năm 2015 CƠ QUAN CHỦ TRÌ CHỦ NHIỆM DỰ ÁN TRUNG TÂM THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ MỚI PGS TS PHAN MINH TÂN CƠ QUAN CHỦ QUẢN DỰ ÁN SỞ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 9/2015 BÁO CÁO NGHIỆM THU DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM Tên dự án: Hoàn thiện quy trìnhh công nghệ và thiết bị sản xuất diesel nhũ tương quy mô 15 m3/h Chủ nhiệm dự án: PGS TS Phan Minh Tân Cơ quan chủ trì: Trung tâm thiết kế chế tạo thiết bị (NEPTECH) – Sở Khoa học Công nghệ Tp HCM Thời gian thực dự án: 24 tháng; từ tháng 11/2011 đến tháng 11/2013 Kinh phí duyệt: 8.000.000.000 đ Kinh phí cấp: 4.500.000.000 đ Mục tiêu: Dự án có mục tiêu sau: 1) Hồn thiện cơng nghệ xây dựng hệ thống thiết bị sản xuất nhũ tương DO (hàm lượng nước 10 -15% tt), suất 15m3 nhũ tương DO/h 2) Thử nghiệm nhũ tương DO phương tiện vận chuyển: xe bus, xe tải, sà lan … 3) Đề xuất quy chuẩn kỹ thuật cho nhũ tương DO, làm sở cho việc phổ biến sản xuất sử dụng nhũ tương DO Việt Nam MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ GIỚI THIỆU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nhũ tương nhiên liệu: 1.2 Giới thiệu trình Cavitation: 1.3 Tóm tắt kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Sở “Nghiên cứu công nghệ chế tạo thiết bị sản xuất nhũ tương Đi-ê-zen quy mô pilot, suất 3m3/h” 11 CHƯƠNG HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NHŨ TƯƠNG DO VÀ SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM NHŨ TƯƠNG DO TRÊN HỆ THỐNG NĂNG SUẤT 3m3/h 14 2.1 Hệ thống thiết bị sản xuất nhũ tương DO quy mô 3m3/h - sản phẩm đề tài nghiên cứu khoa học – sử dụng làm đối tượng để hồn thiện cơng nghệ 14 2.2 Các quy trình sản xuất nhũ tương DO sử dụng 16 2.3 Ống Venturi sử dụng để tăng cường hiệu cavitation 20 2.4 Ảnh hưởng áp suất đầu vào ống Venturi 28 2.5 Ảnh hưởng nhiệt độ trình tạo nhũ 34 2.6 Ảnh hưởng số Cavitation (Cv) trình Cavitation 36 2.7 Tính chất dộ bền nhũ tương DO trình tồn trữ 38 CHƯƠNG THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TIÊU HAO NHIÊN LIỆU, HÀM LƯỢNG KHÍ THẢI; ẢNH HƯỞNG CỦA NHŨ TƯƠNG DO LÊN ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG; VÀ ĐỀ XUẤT TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CHO NHIÊN LIỆU NHŨ TƯƠNG DO 42 3.1 3.2 3.3 Tiêu hao nhiên liệu hàm lượng khí thải 42 Đánh giá ảnh hưởng nhũ tương DO đến ăn mòn, mài mòn động 48 Đề xuất tiêu chuẩn chất lượng cho nhiên liệu nhũ tương DO 57 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHI TIẾT HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẢN XUẤT NHŨ TƯƠNG DO NĂNG SUẤT NHŨ TƯƠNG DO 15m3/h 59 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Mô tả sơ đồ công nghệ quy trình 59 Tính tốn venturi cơng suất bơm cần dùng 60 Các thành phần hệ thống sản xuất 62 Các vẽ thiết kế chi tiết 64 Bản dự tốn kinh phí chế tạo hệ thống nhũ tương DO công suất 15m3/h 65 CHƯƠNG 5.1 5.2 5.3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 Hiệu kinh tế môi trường sử dụng D.O nhũ tương 66 Kết luận 67 Kiến nghị 69 PHỤ LỤC A: Mô tả thủy động lực học cho tượng cavitation PHỤ LỤC B: Kết thử nghiệm sử dụng D.O nhũ tương động PHỤ LỤC C: Các vẽ thiết kế chi tiết hệ thống thiết bị sản xuất D.O nhũ tương suất 15m3/h DANH MỤC BẢNG Bảng 2-1 - Tiêu chuẩn TCVN 5689:2005 17 Bảng 2-2 - Các chất tạo nhũ sử dụng dự án 17 Bảng 2-3 - Các mẫu nhũ tương chạy tuần hoàn qua thiết bị venturi có tỉ số chu vi diện tích cổ co hẹp (α) khác 22 Bảng 2-4 - Các mẫu nhũ tương chạy tuần hoàn qua thiết bị venturi có tỉ số đường kính chiều dài cổ co hẹp (β) khác 24 Bảng 2-5 - Các mẫu nhũ tương chạy tuần hoàn qua thiết bị venturi có góc phân kì phần hạ lưu thiết bị (ϕ) khác 24 Bảng 2-6 - Kích thước hạt nhũ độ nhớt mẫu nhũ có thơng số α khác 25 Bảng 2-7 - Kích thước hạt nhũ độ nhớt mẫu nhũ tương có β thay đổi 27 Bảng 2-8 - Kích thước hạt nhũ độ nhớt mẫu nhũ tương với góc phân kỳ (ϕ) khác 28 Bảng 2-9 - Các mẫu nhũ tương trộn qua bơm/thiết bị khuấy trộn va đập tốc độ cao 28 Bảng 2-10 - Các mẫu nhũ tương chạy tuần hoàn qua thiết bị tạo nhũ áp suất khác 28 Bảng 2-11 - Các mẫu nhũ tương chạy liên tục qua thiết bị tạo nhũ áp suất khác 29 Bảng 2-12 - Các mẫu nhũ tương DO chạy liên tục qua hai thiết bị tạo nhũ áp suất khác 29 Bảng 2-13 - Kích thước hạt nhũ độ nhớt mẫu nhũ tương trộn khuấy thông thường (B0), khuấy trộn va đập (B1, B2) tuần hoàn qua thiết bị tạo nhũ theo nguyên tắc cavitation (B3, B4, B5, B6) 30 Bảng 2-14 - Kích thước nhũ độ nhớt mẫu nhũ tương DO theo quy trình liên tục qua (B7-B10) hai (B11-B14) thiết bị tạo nhũ áp suất khác 31 Bảng 2-15 - Các mẫu nhũ tương DO chạy liên tục qua hai thiết bị tạo nhũ nhiệt độ áp suất khác 34 Bảng 2-16 - Tính chất hệ nhũ thu nhiệt độ trình tạo nhũ khác 35 Bảng 2-17 - Thông số thủy lực mẫu nhũ tương DO chạy liên tục qua hai thiết bị tạo nhũ áp suất đầu vào khác 36 Bảng 2-18 - Các mẫu nhũ tương có kích thước hạt nhũ tốt độ nhớt phù hợp 39 Bảng 2-19 - Một số tính chất sản phẩm nhũ tương DO 39 Bảng 2-20 - Thay đổi độ nhớt mẫu nhũ tương DO theo thời gian tồn trữ 40 Bảng 3-1 - Thống kê tiêu hao nhiên liệu nhũ tương DO cho xe bus trình thử nghiệm 43 Bảng 3-2 - So sánh số thông số kĩ thuật nhũ tương DO Diesel 44 Bảng 3-3 - So sánh đặc tính khói thải động hoạt động với công suất 3kW 48 Bảng 3-4 - Các đánh giá ảnh hưởng nhiên liệu nhủ tương lên chi tiết động trước sau thử nghiệm 52 Bảng 3-5 - Tiêu chuẩn chất lượng cho nhiên liệu nhũ tương DO (đề xuất) 58 Bảng 5-1 - Chi phí sản xuất nhũ tương DO 66 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1 - Mơ tả giọt nhiên liệu (trái) giọt nhiên liệu nhũ tương có chứa hạt nước (phải) Hình 1-2 - Hiện tượng vi nổ xảy nhiên liệu nhũ tương Hình 1-3 - Mơ tả thiết bị dạng rotor/stator 10 Hình 1-4 - Hiện tượng cavitation ống Venturi 11 Hình 1-5 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống thiết bị Cavi-PILOT 12 Hình 1-6 - Hình ảnh hệ thống thiết bị Cavi-PILOT 13 Hình 2-1- Sơ đồ nguyên lý hệ thống thiết bị sản xuất nhũ tương suất 3m3/h 15 Hình 2-2 - Cấu tạo thiết bị Hydrodynamic cavitation kiểu ống venturi 21 Hình 2-3 - Cổ co hẹp tháo rời thiết bị venturi 22 Hình 2-4 - Phần hạ lưu phân kỳ thiết bị venturi 22 Hình 2-5 - Ảnh hưởng thay đổi tỉ lệ α tới kích thước hạt nhũ 25 Hình 2-6 - Ảnh hưởng thơng số β tới kích thước hạt nhũ (α = 0,57, ϕ = 16°) 26 Hình 2-7 - Phân bố kích thước hạt nhũ mẫu nhũ tương tuần hoàn qua thiết bị tạo Cavitation áp suất khác 30 Hình 2-8 - Phân bố kích thước hạt nhũ mẫu nhũ tương chạy liên tục qua thiết bị tạo Cavitation áp suất khác 32 Hình 2-9 - Phân bố kích thước hạt nhũ mẫu nhũ tương chạy liên tục qua hai thiết bị tạo Cavitation áp suất khác 32 Hình 2-10 - Ảnh hưởng áp suất đầu vào thiết bị tạo q trình Cavitation tới kích thước mẫu nhũ tương DO chạy liên tục qua thiết bị tạo nhũ 33 Hình 2-11 - Ảnh hưởng áp suất đầu vào thiết bị tạo q trình Cavitation tới kích thước mẫu nhũ tương DO chạy liên tục qua hai thiết bị tạo nhũ 33 Hình 2-12 - Ảnh hưởng nhiệt độ lên kích thước nhũ tương DO quy trình liên tục qua hai thiết bị tạo nhũ áp suất đầu vào kg/cm2 36 Hình 2-13 - Biến thiên lưu lượng lỏng theo áp suất đầu bơm 37 Hình 2-14 - Biến thiên số Cavitation theo áp suất đầu bơm 37 Hình 2-15 - Ảnh hưởng số Cavitation lên kích thước hạt nhũ trung bình mẫu nhũ tương liên tục qua hai thiết bị tạo nhũ 38 Hình 2-16 - Phân bố kích thước hạt nhũ nhũ tương Diesel – nước mẫu C11 ban đầu sau 45 ngày tồn trữ 41 Hình 3-1 - Phân bố kích thước hạt nhũ nhũ tương DO sau sử dụng 45 Hình 3-2 - Sơ đồ hệ thống thử nghiệm với động chuẩn 46 Hình 3-3 - Động xy-lanh Kubota 12,5HP 49 Hình 3-4 - Hệ thống thử nghiệm 49 Hình 3-5 - Chu trình EMA sử dụng thử nghiệm 50 Hình 3-6 - Vị trí, hướng đo kết đo piston kim phun 53 Hình 3-7 - Khối lượng phận nhiên liệu trước sau thử nghiệm 54 Hình 3-8 - Thay đổi khối lượng xú-páp nạp thải trước sau thử nghiệm 55 Hình 3-9 - Kích thước xylanh trước sau thử nghiệm 56 Hình 3-10 - Thay đổi khối lượng xéc măng trước sau thử nghiệm 57 Hình 4-1 - Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất nhũ tương DO suất 15m3/h 59 Hình 4-2 - Mơ tả sơ ống Venturi 61 Hình 4-3 - Bộ nhũ tương hóa 63 Hình 4-4 - Thiết bị giải nhiệt dạng vỏ - ống 64 GIỚI THIỆU Nhiên liệu diesel (DO) truyền thống sản xuất phương pháp chưng cất trực tiếp dầu thơ, đó, nguồn DO sử dụng giới phải phụ thuộc vào nguồn cung cấp dầu thô Trong thời gian gần đây, trữ lượng dầu thô giới ngày suy giảm, với biến động tình hình trị giới, sản lượng dầu khai thác giới giảm không ổn định, dẫn đến việc giá dầu thô tăng cao (hiện khoảng 100 USD/thùng) Mặt khác, việc sử dụng nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ thải mơi trường khí lượng khí thải độc hại lớn, bao gồm COx, NOx, SO2, hydrocacbon, muội … Khi nhu cầu sử dụng sản phẩm dầu mỏ nói chung DO nói riêng gia tăng, vấn nạn ô nhiễm môi trường gia tăng, dẫn đến làm tăng tượng nóng lên bề mặt trái đất hay gọi hiệu ứng nhà kính Bên cạnh đó, vấn đề an ninh lượng, hay nói cách khác, có lượng nhiên liệu đủ để đảm bảo cho phát triển đất nước vô quan trọng Nhiên liệu nhũ tương DO, dạng nhiên liệu kết hợp nước (hàm lượng – 30%tt) Diesel, giải pháp cho vấn đề nêu Việc pha nước vào Diesel để tạo thành nhiên liệu nhũ tương DO có ưu điểm sau: i Tăng lượng nhiên liệu; ii Tiết kiệm tiêu hao Diesel; iii Giảm phái thải chất nhiễm khơng khí Trong đó, ưu điểm thứ hai ba kết tượng vi nổ (microexplosion) Ngoài ra, sử dụng nhiên liệu nhũ tương, không cần phải thay đổi kết cấu động cơ, không ảnh hưởng đến vấn đề an ninh lương thực (như nhiên liệu biodiesel) Vì ưu điểm đáng kể mà khả ứng dụng rộng rãi DO nhũ tương thực tế khả quan Trong dự án sản xuất thử nghiệm này, nhũ tương DO sản xuất với thiết bị khuấy trộn theo nguyên tắc cavitation thuỷ động lực học, sử dụng thành phần tạo cavitation ống Venturi Cơ sở dự án kết từ báo cáo nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học cấp Sở “Nghiên cứu công nghệ chế tạo thiết bị sản xuất nhũ tương Đi-ê-zen quy mô pilot, suất 3m3/h”, chủ trì đề tài: PGS TS Phan Minh Tân, nghiệm thu đạt kết xuất sắc vào tháng 2/2011 Các mục tiêu thực nội dung nghiên cứu, điều chỉnh theo góp ý Hội đồng Giám định giaiđoạn I dự án, bao gồm: Hồn thiện cơng nghệ sản xuất nhũ tương DO (hàm lượng nước 10 15% tt), suất 3m3 nhũ tương DO/h; sản xuất thử nghiệm nhũ tương DO hệ thống suất 3m3/h Thử nghiệm tiêu hao nhiên liệu nhũ tương DO hàm lượng khí thải; thử nghiệm ảnh hưởng nhũ tương DO lên động sử dụng; đề xuất tiêu chuẩn chất lượng cho nhiên liệu nhũ tương DO Thiết kế chi tiết hệ thống thiết bị sản xuất nhũ tương DO (hàm lượng nước 10 -15% tt), suất 15m3 nhũ tương DO/h Báo cáo khoa học tổng kết đề tài tập trung trình bày bàn luận kết thu thực ba nội dung nêu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nhũ tương nhiên liệu: Nhũ tương nhiên liệu loại nhũ tương nước dầu nhiên liệu, pha dầu loại nhiên liệu thông dụng Diesel, Mazut, FO…Nhũ tương nhiên liệu thơng thường chia thành nhũ tương kích thước vi mơ nhũ tương kích thước bình thường Nhũ tương vi mơ chứa hạt nhũ có kích thước 10 – 200 nm, hệ ổn định tốt, nhũ tương bình thường có kích thước hạt nhũ 200 nm đến hàng trăm μm, kích thước hạt nhũ khơng ổn định thay đổi liên tục theo thời gian [1] Mục đích việc đưa nước vào nhiên liệu nhằm tăng hiệu suất cháy nhiên liệu, dẫn đến tiết kiệm nhiên liệu giảm phát thải khí nhiễm Điều đạt kết tượng vi nổ xảy trình đốt nhiên liệu nhũ tương [2] Thông thường, nhiên liệu phun vào buồng đốt dạng hạt nhỏ, kích thước trung bình khoảng 100 μm Như vậy, thêm khoảng 10%tt nước vào nhiên liệu DO, phân tán nước thành hạt có kích thước khoảng 5-10 μm trung bình giọt nhiên liệu có kích thước 100 μm phun vào buồng đốtsẽ chứa khoảng 100 - 200 hạt nước có kích thước 5-10 μm [2] Hình 1-1 - Mô tả giọt nhiên liệu (trái) giọt nhiên liệu nhũ tương có chứa hạt nước (phải) Khi giọt nhiên liệu phun vào buồng đốt, hạt nước bên nhanh chóng bị hóa hơi, bao bọc nhiên liệu có nhiệt độ sơi cao (~300°C) Áp suất nước tăng cao làm hạt nước nổ ra, qua đó, tiếp tục phân tán giọt nhiên liệu nhũ tương thành giọt nhỏ Đây tượng vi nổ “microexplosion”, gọi trình tán thứ cấp “secondary atomization” [2] Kết tượng vi nổ bề mặt tiếp xúc nhiên liệu tăng đáng kể, khiến cho việc đốt cháy nhiên liệu xảy triệt để Bên cạnh đó, tiếp xúc nước với hydrocacbon hình thành nguyên tử H O, nguyên tử có hoạt tính cao, đóng vai trị xúc tác gia tốc cho cháy Đồng thời, phản ứng ảnh hưởng đến lượng NOx thải Hình 1-2 - Hiện tượng vi nổ xảy nhiên liệu nhũ tương Hiệu trình vi nổ trường hợp đốt hệ nhũ tương nhiên liệu định kích thước hạt nước Với hạt nhỏ (< μm) giọt nổ không đủ lực để gây phá hủy vỏ bọc nhiên liệu mà đơn giản thổi phồng hạt nhiên liệu [2] Chính q trình đơn giản giải phóng lượng khỏi khối dầu Trong đó, với hạt nước lớn (> 10μm), chúng phá vỡ vỏ bao nhiệt độ tương đối thấp mà vỏ bọc nhớt [2] Tại nhiệt độ này,H O nguyên tử khơng hình thành, mà cháy khơng gia tốc cách đầy đủ Ngồi ra, nhiệt độ cuối giảm không đáng kể nên lượng NOx giảm khơng đáng kể Kích thước hạt nướcc tạo hiệu tốt vào khoảng – 10um 1.2 Giới thiệu trình Cavitation: 1.2.1 Khái niệm cavitation Cavitation tượng tạo bong bóng chất lỏng chảy vùng áp suất thấp áp suất Khi thể tích chất lỏng nằm vùng áp suất đủ thấp hình thành bọt khí Những bọt khí bắt đầu vỡ nhờ áp suất cao vùng lân cận thành bọt khí nhỏ nhiều so với kích thước ban đầu Khi bọt khí nhỏ phân tán vùng lỏng xung quanh giải phóng lượng lớn dạng sóng siêu âm dao động mạnh ánh sáng nhìn thấy Khi phá vỡ xảy toàn diện, nhiệt độ bọt khí lên tới vài ngàn độ Kelvin áp suất lên tới vài trăm atm Quá trình vật lý cavitation tương tự tượng sơi, có khác biệt tượng sôi diễn áp suất chất lỏng tăng lên cân với áp suất môi trường, cavitation xảy áp suất vùng chất lỏng hạ xuống thấp so với áp suất bão hịa chất lỏng [3] Để tượng cavitation bắt đầu xảy bọt khí nhìn chung cần phải có bề mặt để chúng bám vào Các bề mặt bề mặt dụng cụ chứa, tạp chất, bọt khí khơng tan lịng chất lỏng Thơng thường bề mặt kỵ nước (hydrophobic) bền hóa bọt khí nhỏ Các bọt khí lớn dần vùng áp suất thấp áp suất bão hòa 1.2.2 Nguyên tắc tạo cavitation: 1.2.2.1 Sử dụng sóng siêu âm: Tiềm kỹ thuật sóng siêu âm ứng dụng rộng rãi vật lý, hóa học công nghiệp [3] Khi ứng dụng kỹ thuật nghiên cứu nhiên liệu, chứng tỏ ưu điểm lớn ứng dụng như: tạo hệ nhũ tương nước/dầu, bẽ gãy mạch cacbon dài, phân tán hạt than dầu, hòa tan than đá dung dịch… Khi chất lỏng đặt trường sóng siêu âm, sóng âm xuyên qua dung dịch tạo thành chu kỳ áp suất cao thấp luân phiên (khoảng 20000 chu kỳ/giây) [3] Trong suốt chu kỳ áp suất thấp, bong bóng khí nhỏ tạo thành lịng chất lỏng Khi bọt khí đạt đến kích - Hệ thống đường ống phụ kiện: Đường ống phụ kiện sử dụng vật liệu Thép SUS 304, kích thước đường ống ống ½ inch Các van hệ thống gồm van đóng mở dạng Ball valve, van điện điều khiển lưu lượng áp suất Việc bố trí đường ống phụ kiện đảm bảm cho tính linh hoạt ổn định hệ thống hoạt động - Các bơm: Bơm hệ thống gồm loại bơm li tâm, bơm turbin bơm xoáy Bơm li tâm dùng cho mục đích cấp nguyên liệu giải nhiệt Bơm turbin dùng cho cơng tác trộn sơ Bơm xốy sử dụng cho việc thực q trình Cavitation Bơm xốy loại bơm khảo sát hiệu cho trình Cavitation thực nghiệm trước - Bộ nhũ tương hóa: Hệ thống gồm ba nhũ tương hóa có cấu tạo tương đương Mỗi bao gồm ống venturi kết hợp với hộp va đập tốc độ cao Hai phần chế tạo Thép SUS 304 với thông số thiết kế tính tốn kĩ nhằm đạt hiệu cao thực trình Cavitation Hình 4-3 - Bộ nhũ tương hóa - Các thiết bị trao đổi nhiệt: Quá trình pha trộn nguyên liệu chất hoạt động bề mặt xảy hiệu nhiệt độ cao nhiệt độ thường Vì trước 63 tiến hành trình nguyên liệu gia nhiệt lên nhiệt độ mong muốn thông qua điện trở gia nhiệt ban đầu Hình 4-4 - Thiết bị giải nhiệt dạng vỏ - ống Điện trở gia nhiệt chế tạo Thép SUS 304 dạng ống xoắn nhiều cấp có cơng suất khoảng từ 2kW tới 10 kW Sản phẩm nhũ tương sau thực trình tăng khoảng 15°C so với ban đầu, cần giải nhiệt cho sản phẩm nhiệt độ thường để đảm bảo hệ nhũ tồn ổn định Thiết bị giải nhiệt trường hợp thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ ống, chế tạo vật liệu Thép SUS 304; chất giải nhiệt nước, tưới tự dàn Để đảm bảo hạ nhiệt độ sản phẩm tới mức mong muốn, hệ thống bố trí ba cụm vỏ - ống với tổng chiều dài 6m thùng nước giải nhiệt có dung tích m3 4.4 Các vẽ thiết kế chi tiết Được trình bày phụ lục C báo cáo 64 4.5 Bản dự toán kinh phí chế tạo hệ thống nhũ tương DO cơng suất 15m3/h Đơn vị tính: (triệu đồng Việt Nam) A Hệ thống pha dầu D.O hoạt chất S 360 triệu Bồn trung gian (5m , SUS 304) : 100 Bồn chứa hoạt chất S (SUS 304) : 60 Bồn trộn D.O S (SUS 304) : 70 Bơm xoáy lốc (củ bơm SUS 304) : 30 Cavitator (SUS 304) : 20 Bộ cảm biến lưu lượng - DO : 20 -S : 30 Bộ cảm biến mức : 30 B Hệ thống pha nước hoạt chất T 340 triệu Bồn trung gian (8m3, SUS 304) : 70 Cụm lọc nước Q : 25 10 Bộ cấp nước nóng R : 20 11 Bồn chứa hoạt chất T (SUS 304) : 50 12 Thùng định lượng nước T (SUS 304) : 15 13 Bồn trộn gia nhiệt (2 vỏ SUS 304) : 70 14 Bộ gia nhiệt (SUS 304) : 20 15 Bơm xoáy lốc (củ bơm SUS 304) : 20 16 Cavitator C5 (SUS 304) : 20 17 Cảm biến nhiệt độ : 15 18 Cảm biến mức : 15 C Hệ thống tạo nhũ 615 triệu 19 Bồn trung gian bypass(18m3, SUS 304) : 125 20 Bơm xoáy lốc (củ bơm SUS 304, 40m /h, bộ) : 200 21 Cavitator C1,C2,C3 (SUS 304, 03 bộ) : 150 22 Các loại cảm biến nhiệt, áp suất, van điện : 80 23 Cụm chân giàn sàn đỡ : 60 D Hệ thống lọc giải nhiệt 180 triệu 24 Hệ thống giải nhiệt (03 bộ) : 80 25 Bộ lọc nhũ : 40 26 Hệ thống làm nguội nước : 60 E Hệ thống đường ống phụ kiện (SUS 304) 150 triệu Gồm loại ống inox Φ34, Φ60, Φ72, Φ90, Φ102 loại co, tê, bích nối, đế, van tay, van điện, F Hệ thống điện điều khiển phụ kiện điện 300 triệu Gồm tủ điện, loại biến tầng, hình cài đặt, conductor, C.P, đế, đèn báo hệ thống phận kèm để đấu nối điều khiển Tổng cộng giá thành dự toán trước thuế để chế tạo giàn nhũ tương 15m3/h A+B+C+D+E+F= 1.945.000.000đ (một tỷ chín trăm bốn mươi lăm triệu đồng) 65 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Hiệu kinh tế và môi trường sử dụng D.O nhũ tương 5.1.1 Chi phí sản xuất nhũ tương DO tính cho 100 lít Bảng 5-1 - Chi phí sản xuất nhũ tương DO Nguyên liệu Số lượng Đơn giá DO 85 lít 16.390 đ/lit Chất nhũ hóa (hàm lượng sử lít 40.000 đ/lít dụng 0,02%) Điện KWh 5.000 đ/KW Nước 13 lit 4.000 đ/lit Khấu hao thiết bị Nhân công Tông công 100 lit nhũ tương DO Chênh lệch giũa DO nhũ tương DO Thành tiến 1.393.150 đ 80.000 đ 25.000 d 52.000 đ 5.000 đ 50.000 đ 1.605.150 đ 33.850 đ/100 lít 5.1.2 Hiệu kinh tế sử dụng xe BUS - Thử nghiệm Công ty xe khách Sài Gòn loại xe 55 chỗ ngồi, khoảng cách di chuyển ngày 150 km - Lượng tiêu hao nhũ tương DO 27 lít/100 km DO 27 lít/100 km - Lượng tiêu thụ ngày/1 xe là: nhũ tương DO: 40 lít/ ngày/xe - Lượng tiêu thu nhũ tương DO tính 100 xe/ngày là: 4.000 lit/ngày - Số tiền tiết kiệm cho 100 xe/ngày là: 4.000 lít x 338,50đ/lit = 1.354.000 đ/ngày - Nếu áp dụng cho 1000 xe lợi ích kinh tế năm là: 4.8 tỷ đồng/ năm 5.1.3 Dự báo lợi ích mơi trường Các kết thử nghiệm thực tế với loại động công suất khác thử nghiệm phịng thí nghiệm cho thấy dầu DO nhũ tương thích ứng với phương tiện vận tải cơng suất lớn xe BUS, xà lan Cụ thể giảm 15% tiêu hao nhiên liệu DO, giảm phát thải CO, NOx muội than 50%, 80% 40% Nhóm nghiên cứu dự định giai đoạn thử nghiệm dầu DO nhũ tương 100 xe BUS vịng năm Nếu tính chi tiết cho 100 xe bus năm giảm khí phát thải cho mơi trường khoảng 50% tương đương 500 CO2 Rõ ràng lợi ích mơi trường lớn 66 5.1.4 Các kết khác dự án - Đã cấp độc quyền giải pháp hữu ích số 1173 ngày 14.04.2014 - Đã hướng dẫn luận văn thạc sỹ cho học viên cao học Nguyễn Quốc Bình trường Đại học Bách khoa Tp.HCM với đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất liên tục nhũ tương diesel-nước ứng dụng kỹ thuật tạo bong bóng hơi” với cán hướng dẫn PGS.TS Phan Minh Tân PGS.TS Nguyễn Vĩnh Khanh 5.2 Kết luận Trong trình thực dự án, chúng tơi hồn thành nội dung sau:  Hồn thiện công nghệ sản xuất liên tục nhũ tương DO: tìm thơng số tối ưu cho thiết bị tạo nhũ dạng ống Venturi, số lượng thiết bị tạo nhũ tối ưu cần dùng trình sản xuất nhũ tương theo chế độ công nghệ liên tục,  Tìm thơng số vận hành phù hơp (áp suất, nhiệt độ, số Cv) cho hệ thống sản xuất hệ nhiên liệu nhũ tương nước DO Nhũ tương DO sản xuất theo công nghệ dự án có tính chất đáp ứng tiêu chuẩn DO, có độ bền tồn trữ độ bền trình sử dụng đạt theo mục tiêu ban đầu đề  Đã tiến hành sử dụng thử nghiệm có hệ thống xà lan chở cát xe bus chở khách Công ty Samco, Viện Cơng nghệ tính tốn Kết thử nghiệm khả quan Đặc biệt, khả sử dụng tương thích nhũ tương DO loại động diesel với hệ thống phun dầu khác nhau, kiểm chứng  Đã hoàn thành khảo sát ảnh hưởng nhiên liệu nhũ tương đến độ ăn mòn, mài mòn động cơ, kết khảo sát cho thấy nhiên liệu nhũ tương DO không gây ảnh hưởng xấu đến động Điều góp phần chứng tỏ nhiên liệu nhũ tương sản phẩm dự án hồn tồn sử dụng để thay nhiên liệu DO truyền thống động sử dụng DO  Đã sản xuất tổng cộng khoảng 200 m3 nhiên liệu nhũ tương DO, giao cho doanh nghiệp vận tải đường biển 180 m3 nhiên liệu nhũ tương DO, hàm lượng nước 15%tt, để sử dụng thử tàu doanh nghiệp, nhận kết phàn hồi tích cực quan tâm lớn từ 67 phía doanh nghiệp Chúng tiến hành thương thảo hợp đồng cung cấp nhũ tương DO cho doanh nghiệp  Đề xuất tiêu chuẩn chất lượng cho nhiên liệu nhũ tương DO  Hoàn thành thiết kế quy trình cơng nghệ, thiết kế hệ thống thiết bị cho hệ thống sản xuất nhũ tương DO suất 15m3/h; Với kết có nêu trên, chúng tơi hồn tồn tin tưởng vào việc làm chủ công nghệ sản xuất nhũ tương DO liên tục, sử dụng kỹ thuật cavitation Hiệu việc sử dụng sản phẩm nhũ tương DO thay cho DO truyền thống động diesel Với ưu điểm rõ ràng, đặc biệt ưu điểm giúp giảm tiêu hao nhiên liệu, nhiên liệu nhũ tương DO, sản phẩm dự án này, thu hút quan tâm doanh nghiệp có nhu cầu, hệ thống thiết bị sản xuất nhũ tương DO dự án hồn tồn sản xuất đủ lượng nhiên liệu để đáp ứng nhu cầu nhiên liệu doanh nghiệp có quan tâm Một số khó khăn vướng mắc q trình thực dự án Trong trình thực dự án, chúng tơi gặp số khó khăn khơng lường trước, đặc biệt vấn đề tìm thuê mặt để đặt xưởng sản xuất, hoạt động dự án liên quan đến nhiên liệu DO loại hóa chất dễ gây cháy nổ, khiến cho nhiều chủ mặt e ngại vấn đề an tồn Việc tìm kiếm mặt phù hơp nhận đồng ý chủ mặt cho phép triển khai lắp đặt xưởng sản xuất nhũ tương DO chiếm nhiều thời gian cơng sức thành viên nhóm, khiến cho tiến độ thực dự án bị kéo dài mong muốn Ngồi kinh phí dự trù cho việc thuê mặt thực tế cao so với dự trù ban đầu, dẫn đến số khó khăn điều tiết kinh phí dự án Một số nội dung công việc liên quan đến việc xây dựng, đệ trình tiến hành bảo vệ, phê duyệt tiêu chuẩn chất lượng khơng hồn thành theo đề xuất ban đầu Về tổng thể, nhóm thực dự án cố gắng thực nội dung dự án cách nghiêm túc khoa học điều kiện cho phép, đạt số mục tiêu ban đầu đề Mong muốn lớn 68 tương lai không xa, nhiên liệu nhũ tương DO sản xuất sử dụng cách phổ biến Thành Phồ Hồ Chi Minh địa bàn lân cận 5.3 Kiến nghị Tuy dự án kết thúc, nhóm nghiên cứu đề xuất số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu làm rõ sau: - Do chứa 15% hàm lượng nước nên DO nhũ tương có tỉ trọng 0,845 – 0,864 cao so với DO (0,830 – 0,860), loại động đời trang bị hệ thống phun điện tử cần phải có giải pháp tăng góc phun dầu để tối ưu hoạt động động - Tổng cục tiêu chẩn đo lường chất lượng phê duyệt tiêu chuẩn chất lượng dầu D.O nhũ tương cho phép thử nghiệm xe bus Tp Hồ Chí Minh - Đề xuất Ủy ban Nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh, Sở Giao thơng Vận tải Tổng công ty Samco cho phép áp dụng thử nghiệm 100-200 xe bus cơng cộng vịng năm từ năm 2016, báo cáo kết thử nghiệm có phương án áp dụng đại trà thời gian đến Về kinh phí dự án - Tổng kinh phí dự án phê duyệt 8.000.000.000đ kinh phí cấp đợt 4.500.000.000 Kinh phí cịn lại 3.500.000.000đ - Hiện theo kết luận hội đồng giám định dự án, không thiết phải chế tạo hệ thống thiết bị sản xuất dầu D.O cơng suất 15m3/h khơng có doanh nghiệp tiếp nhận Do vậy, nhóm nghiên cứu đề xuất với hội đồng, xin phép Sở Khoa học Công nghệ Tp Hồ Chí Minh giảm kinh phí hỗ trợ chế tạo hệ thống thiết bị 30% tương đương khoảng 700 triệu đồng Do dự tốn kinh phí chế tạo hệ thống thiết bị khoảng tỷ đồng Như tổng kinh phí dự án cịn lại 7.300.000.000 đồng kinh phí cấp 2.800.000.000 đồng 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bertola, A., Li, R., Boulouchos, K (2003) “Influence of Water-in-Diesel Emulsions and EGR on Combustion and Exhaust Emissions of Heavy Duty DI-Diesel Engines equipped with Common-Rail Injector System” SAE 2003-01-3146 Canfield, C A (1999) Effects of Diesel-Water Emulsion Combustion on Diesel Engine Nox Emissions Florida: State University System of Florida Brennen, Christopher E (2013) Cavitation and bubble dynamics Cambridge University Press Moholkar, Vijayanand S.; Pandit, Aniruddha B (1997) "Bubble Behavior in Hydrodynamic Cavitation: Effect of Turbulence" AIChe Journal 43 (6): 1641–1648 Gogate, Parag R., and Aniruddha B Pandit (2001) "Hydrodynamic cavitation reactors: a state of the art review." Reviews in chemical engineering 17.1 Gogate, Parag R., and Aniruddha B Pandit (2005) "A review and assessment of hydrodynamic cavitation as a technology for the future." Ultrasonics sonochemistry 12.1 Báo cáo đề tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo thiết bị sản xuất nhũ tương Đi-ê-zen quy mô pilot, suất 3m3/h”, chủ nhiệm đề tài PGS.TS Phan Minh Tân, quan quản lý đề tài Sở KHCN Tp.HCM “Hướng dẫn kiểm tra khí thải xe giới nhập ô tô tham gia giao thông” số 370/ĐK cục đăng kiểm Việt Nam – Bộ Giao thông Vận Tải ban hành ngày 11/4/2006 70 PHỤ LỤC A: Mô tả thủy động lực học cho tượng cavitation Mô tả thuỷ động lực học tượng cavitation nghiên cứu trình bày số cơng trình tác giả nước ngồi Phần tóm tắt kết cơng trình Chỉ số Cavitation (Cv) Chỉ số cavitation thông số quan trọng thủy động lực học cavitation, tính tốn theo cơng thức: Trong p2 áp suất hồi phục cuối dòng chảy, pv áp suất dòng chất lỏng, vo tốc độ trung bình dịng chất lỏng miệng phun, ρl tỷ trọng chất lỏng Ở điều kiện lý tưởng Cv2, bong bóng hình thành liên tục khơng có tượng phá vỡ xảy Sự thay đổi tỷ lệ bán kính bong bong theo thời gian hiển thị Hình A1, hạt bong bóng tạo qua chu kỳ liên tục mở rộng co lại mà không bị vỡ Bên cạnh đó, cường độ xung áp suất (Hình A2) tạo nhỏ Ở điều kiện này, áp suất phá vỡ không truyền mức lượng đáng kể cho lưu chất Vì vậy, Cv cần phải nhỏ hơn, để tượng cavitation mang lại hiệu lượng cho lưu chất Hình A1 - Sự thay đổi tỷ lệ bán kính bong bóng theo thời gian trường hợp Cv > cho thấy khơng có sụp đổ hạt bong bóng Hình A2 - Sự thay đổi xung áp lực với thời gian cho trường hợp Cv> Hiện tượng cavitation xảy Cv giá trị lớn Điều diện hạt khí bị hịa vào hình thành lơ lửng chất lỏng, bọt khí hạt mầm cho bong bong Cv phụ thuộc vào dạng hình học dòng chảy (Yan Thorpe, 1990; Vichare cộng 2000a) nói chung, số cavitation khởi nguồn lớn tăng đường kính miệng phun Mơ hình dòng chảy rối Khi chất lỏng chảy qua miệng phun, giảm diện tích mặt cắt ngang dịng chảy, vận tốc lưu chất tăng áp suất giảm Khi chảy qua miệng phun, dòng chảy bị tách phía cuối miệng phun dịng xốy tạo Sự chuyển động xoáy gây nhiễu loạn tổn thất ma sát lớn xảy Vì vậy, tổn thất áp suất vĩnh viễn xảy trường hợp áp suất phục hồi cách hồn tồn Mơ hình chảy rối dao động áp suất xung quanh bong bong kết hợp với phương trình động lực bong bóng để tính bán kính bong bóng áp suất phá vỡ bong bóng hơi, bong bong di chuyển theo dịng chảy lưu chất phía sau miệng phun Trường hợp dòng chảy rối, vận tốc tức thời theo hướng X xác định công thức: ' v x  v xm  v x (2) Trong vxm vận tốc trung bình theo thời gian điểm theo hướng X dòng lỏng, vx’ vận tốc dao động tức thời Biên độ vận tốc dao động theo hướng X mơ tả trung bình bình phương vận tốc dao động (vx’)2 Động chảy rối đơn vị khối lượng chất lỏng tính sau: Năng lượng tiêu tán đơn vị khối lượng chất lỏng tốc độ mát động chế độ chảy rối tính sau: Đối với dòng rối đẳng hướng, vx’ = vy’ = vz’ = v’; đó: Để dự đốn vận tốc dao động cần phải ước tính chiều dài vùng xoáy mức độ tiêu tán lượng đơn vị khối lượng cho trường hợp chảy rối đẳng hướng Chiều dài vùng xoáy, vận tốc dao động quan hệ với PMtheo phương trình sau: Vùng xốy có kích thước trung bình có động cao hơn, thường gọi vùng xoáy chứa nhiều lượng, hay vùng xoáy Prandtl Chiều dài vùng xốy ước tính theo phương trình (Davies, 1972): l = 0,08.dx Trong dx đường kính ống dẫn mà lưu chất chảy qua Trong trường hợp lưu chất chảy ống có đường kính dp qua miệng phun có đường kính do, chiều dài vùng xốy tạo thành tính theo phương trình: l  0, 08  d  d p  (7) Tần số chảy rối, lưu chất chuyển động qua vùng chảy rối quy định đường kính ống đường kính miệng phun, tính cơng thức: fT v l ' (8) Năng lượng đưa vào đơn vị khối lượng hệ lưu chất với mức lượng tiêu tán đơn vị khối lượng lưu chất, ước tính cách xem xét tổn thất áp suất qua miệng phun Tốc độ tiêu tán lượng phát sinh từ tổn thấp áp suất vùng xốy tích số tổn thấp áp suất qua miệng phun lưu lượng thể tích dòng chảy Tổn thất áp suất qua miệng phun tính cơng thức: p  f r L r v t2  l dp (9) Trong fr hệ số ma sát, L chiều dài vùng phục hồi áp suất, dp đường kính ống, vt vận tốc dòng chảy miệng phun Đối với dịng chảy rối ống, fr tính công thức: fr 0, 079 Re 0,25 (10) Với Re chuẩn số Reynolds dòng chảy lưu chất Động lực học bong bóng Phương trình Rayleigh-Plesset cho động học bong bóng diễn tả sau: Trong p áp suất rối vùng dịng chảy miệng phun, tính cơng thức Với vo vận tốc dòng chảy miệng phun, vtd vận tốc dịng chảy vùng xốy sau miệng phun vo tính cơng thức sau: v0  vp n (13) Trong vp vận tốc dòng chảy ống, β tỷ lệ đường kính miệng phun so với đường kính ống, n số miệng phun vtd tính theo cơng thức : Trong tượng cavitation, bong bóng coi bị phá vỡ hồn tồn kích thước chúng 10% kích thước ban đầu Áp suất phá vỡ chịu ảnh hưởng thông số hoạt động khác nhau, bao gồm áp suất đầu vào kích thước ban đầu mầm bong bóng hệ thống, đường kính miệng phun, tỷ lệ phần trăm tiết diện chảy miệng phun Ảnh hưởng áp suất đầu vào: Theo nghiên cứu tác giả (Gareth Danver, 1996) (Harrison Pandit, 1992) thấy gia tăng áp suất đầu vào làm tăng áp suất tạo vỡ cuối Sự vỡ hạt bong bóng phụ thuộc vào tốc độ phục hồi áp suất phần mở rộng dịng chảy phía sau miệng phun Sự gia tăng áp suất đầu vào làm tăng áp suất đầu tốc độ tiêu tán lượng, dẫn đến tổn thất áp suất cao qua miệng phun Vì vậy, vỡ hạt bong bóng trở nên mãnh liệt hơn, mà kết làm gia tăng xung áp suất tạo vỡ hạt bong bóng Cũng cần lưu ý gia tăng áp suất đầu vào làm tăng số cavitation Cv Sự hình thành bong bóng thường xảy gần áp suất bão hòa chất lỏng nhiệt độ hoạt động Khi tăng áp suất đầu vào, áp suất miệng phun tăng, qua làm giảm tạo thành bong bóng Có nghĩa Cv tăng tăng áp suất đầu vào, số lượng bong bóng tạo thành giảm Tổng lượng áp suất phá vỡ (tích số áp suất phá vỡ gây bong bóng số lượng bong bóng hơi) giảm áp suất đầu vào định, mà số lượng bong bóng tạo thành nhỏ Như có giá trị áp suất đầu vào tối ưu, hiệu cavitation đạt cực đại Ảnh hưởng bán kính tác nhân tạo Cavitation: Áp suất lưu chất có mặt khí hồ tan vào lưu chất có ảnh hưởng đến bán kính ban đầu bong bóng Áp suất phá vỡ phụ thuộc vào có mặt khí hồ tan lưu chất Cho dù kích thước ban đầu bong bóng lớn (áp suất phá vỡ nhỏ), có mặt khí hồ tan, số lượng bong bóng nhiều, dẫn đến tổng lượng áp suất phá vỡ tạo thành (tích số áp suất phá vỡ gây bong bóng số lượng bong bóng hơi) tăng lên Ảnh hưởng đường kính lỗ/miệng phun: Khi đường kính lỗ tăng, xung áp suất cuối tăng, điều thay đổi số Cavitation khởi phát theo đường kính lỗ Cần ý trường hợp đường kính lỗ thay đổi tỉ lệ diện tích tự số, áp suất đầu vào số, số Cavitation hệ thống không thay đổi Yan Thorpe (1990) số Cavitation khởi phát tăng theo tăng đường kính lỗ Vì vậy, lỗ lớn hơn, tượng Cavitation xảy số Cavitation cao hơn, phạm vi tượng Cavitation tăng cho số Cavitation hệ thống (với điều kiện thấp số Cavitation khởi phát), kết biên độ xung áp suất cuối cao Ảnh hưởng tiết diện tự cho dòng chảy lưu chất Xung áp suất cuối giảm theo tăng tỉ lệ diện tích tự dịng lỏng Trong trường hợp lưu lượng không đổi tăng tỉ lệ diện tích tự dịng làm giảm vận tốc qua khúc co hẹp, điều làm giảm tốc độ khôi phục áp suất sau khúc co hẹp làm tăng số Cavitation Kết tạo cường độ thấp xung áp suất cuối Khi số Cavitation giảm theo giảm vận tốc qua khúc co hẹp, số lượng bong bóng tạo giảm, tổng áp suất vỡ tổng bong bóng giảm Selthikumar et al (2000) nghiên cứu tác động tỉ lệ diện tích tự dịng lỏng sử dụng đĩa lỗ khác cho trình thủy phân dung dịch KI Kết cho thấy lượng Iot thu lớn đĩa lỗ có tỉ lệ diện tích tự nhỏ Phương trình thực nghiệm mơ tả quan hệ áp suất phá vỡ thông số hệ thống Áp suất vỡ bong bóng xác định hàm phụ thuộc vào áp suất đầu vào, kích thước ban đầu tác nhân kích thích, đường kính khúc co hẹp (tác động đến tần số dòng rối tỉ lệ diện tích tự do), tỉ lệ diện tích tự (quyết định đến lưu lượng dòng lỏng qua khúc co hẹp) Thông số liên quan tới điều kiện vận hành hệ thống, tương tự với cường độ tần số sóng âm trường hợp acoustic Cavitation (Kỹ thuật Cavitation siêu âm) Tỉ lệ phần trăm diện tích tự do, liên quan tới đặc điểm hệ thống mô tả số tỉ lệ C1 Gogate Pandit nghiên cứu họ mô tả áp suất vỡ bong bóng trường hợp thiết bị dạng venturi đĩa nhiều lỗ sau: Pcollapse = C1 × Pia × Rob × doc (15) Từ mơ hình thực nghiệm đưa hàm áp suất vỡ bong bóng nghiên cứu Save et al., 1997 [18]; Gopalkrishnan, 1997, suất cavitation đơn vị lượng điện trường hợp hydrodynamic cavitation cao hẳn (3 tới lần; Senthilkumar et al., 2000) so với acoustic cavitation Hằng số tỉ lệ C1 ước lượng từ giá trị thực nghiệm: C1  7,527 A 2,55 (16) Trong A tỷ lệ phần trăm diện tích tự miệng phun so với tiết diện ống Cuối phương trình cho trình thủy động lực học cavitation là: P collapse  7527 A 2,55 ( p i ) 2,46 R 0,80 d 2,37    (17) Trong thơng số có thứ nguyên sau: R0 (mm), pi (atm), d0 (mm) Khoảng sử dụng phương trình (17): R0 : 0,01 – 0,1 mm; pi : – atm; d0 : – 10 mm; A: – 20% Cần ý mối liên hệ áp dụng cho vận tốc không 1500 m/s, giới hạn vận tốc mà vượt qua chất lỏng mang đặc tính bị nén Phương trình mơ tả cường độ áp suất vỡ cuối bong bóng tạo thiết bị tạo Cavitation Một cách tổng qt suất Cavitation quy trình mơ tả sau: Cavitational yield = K.(Pcollapse)w(18) Trong số K số mũ w phụ thuộc vào dạng hình học thiết bị thơng số vận hành q trình hóa học diễn thiết bị Zhang Xiaodong Fu Yong nghiên cứu mơ hình động học thiết bị dạng Venturi đưa mối liên hệ áp suất tối đa vỡ bong bóng theo thơng số hình học thiết bị thơng số vận hành P c max (Mpa)  82,065. p10,759.L 0,314. 0,810 0,177 (19) Trong đó: α – phần thể tích khí khơng tan lỏng ban đầu, p1 – áp suất đầu vào venturi, Mpa, L – chiều dài phần hạ lưu venturi (khu vực phát triển vỡ bong bóng hơi), mm, β – tỉ số đường kính cổ co hẹp đường kính ống