Thiết kế ông nghệ hế tạo bếp dầu hóa hơi ó tính ơ động ao phụ vụ ho quân đội

c nghiên c u và s n xu t trang b n    p v i các lo i  hình ho  ng c a b i là nhi m v quan tr ng      

u chi n tranh x y ra s là cu c chi    ngh cao, v i k chi n thu t chi     u him tính ch t cu c chi n là vô   cùng ác li t B i ph i chi       u ki    ng, hot

ng chiu liên t c Vì v   b m s c kh e cho b i chi    u liên tc

   ng b i không ch v tiêu chu      nh

t tr cao (kh   a nhi t l n), d b o qu n, v n chuy n, d khai        thác là lo i nhiên li u ph    bin cho các lo    i, giá thành không cao phù h p v u ki n dã chi  n







-- T NG QUAN V B P D   

1.1 B p d c ngoài

c có ti m l c kinh t , Qu c phòng phát tri n h không ch       nghiên cu s phát tri n c   k thu t quân s và t ch c ho  ng      quân s  ng hii mà công tác nghiên c u trang b b  m H u c n

c quan tâm nghiên c u 

  b ng trong chii nhiu, trang b b p n  n r t s m t    c nhn nay h 

v c ci tip t n phát trin

Hình 1.1 - B p d u c  i Trung Quc sn xu t nh 

B p c a Trung Qu c s d ng nhiên li u là d u h        t c u bp

g m các b  phn: bình do áp, h  thng ng van khóa nhiên liu, v b p Công ngh ch t o các chi ti       b p, bình d u, bát b p,  ki  t o là qua d p vu t, u n, hàn l p ghép, các chi ti t n p d u,       van t o áp ch t o b   

Hình 1.2 - B p d u c  i Trung Quc sn xu t nh 

B p d u c  a  có k t c   g m các b  phn chính: bát hóa khí, bình d u, h   thng d n và van khóa Công ngh   ch  t o chính

  y u là: u n, d p vu     t s lo i b p nh thì k t c u có   bình d    t s lo i b p l n có bình dc có bình d c l p Tuy nhiên loi bp này có kt cu ch phù h   u b p c  i

a) B p nhiên li u d u h   a than  c a

Hình 1.3 - B p nhiên li u d u h   a, than c a   (a,b)

Hình 1.4 -  b phn hóa khí b p d u c  a 

Hình 1.5 - B p nhiên li u d u h   a, diezel c a  

Hình 1.6 - B p nhiên li u d u h   a c a Pháp 

Hình 1.7 -  nguyên lý b p d u c  a Pháp

B p d u h a c a Pháp có k t c     n ch g m c m bình d   o

áp, n  d u, ki ng b p Bát hóa khí có ki u m i nhóm Lo i b p này có công      suu nh Áp su t làm vi c th p Nguyên v t li u ch t o b        ng, công ngh  ch  t o là d p vu t      u ch   

bo áp

1 2 3

4 5

7

6 8

Hình 1.8 - B p nhiên li u diezel c  a M

Hình 1.9 - B p nhiên li u   diezel c a M  

B p c a M loi này có kt cu phc tt s loi bc, bp này

ng u cùng v i n 

Hình 1.10 - B p dã ngo i nhiên li  u d u h a c a M    

B p này có k t c u nh g n: bình nhiên li     o áp, t m cách nhi t, b   phu ch nh Công ngh   ch   t y u là: u n, d p  vu

Kiu b p nh g n, thu n ti n cho di chuy     ng Tuy nhiên v i bát b p  

và bình d u ph c v ch v i t nhóm t       i

ng ch thay th    c b p ga du l ch 

Hình 1.11 - nguyên lý b p d u c    a M

Nguyên lý   Nhiên    trong bình thép kín,  

 áp   0,5  0,7kG/cm2    nhiên  lên bát hoá khí vàphun  vào   khí   lên  cháy   cháy  hoá khí trên  cháy,  thu     nên dòng nhiên   trong  hoá khí Vì  nhiên  ban      khi cháy là   khí, nên 

có   cao, không có mùi và hôi   Nhiên  là    

 và   nhiên  bay    và      thành hai thành  riêng     bình và  nhiên  làm thép kín

1 2 3 8

4

5

6

7

nhiên li u, d s d ng tuy nhiên ch phù h p v      u cho h  thn ti n cho b ng

Hình 1.12 - B p nhiên li u d u h   a c

Hình 1.13 - B p nhiên li u d u h   a ci An

i An s n su t b p d u ho    ng theo nguyên lý dc làm

n nhi   b t l a, hòa ch n v c cháy Lo i 

b p ki m ti t ki m nhiên li u, song nhiên li u là d u h     thì hi u su t cháy cao  i v i b p ki u này nhiên li u luôn cháy không h    t phi có bình ch a nhiên li u th a 

Lo i b p này có k t c u g m: bình d u chính, bình d u ch a nhiên li u       

tha, h th ng bu ng l ng d n d  t s chi ti t chính    u, bu ng l   c ch t o b     p vut

Qua kh o sát b p d u c a quân     c thì vi c ch t o các chi ti t     



l n, t n nhi u kim lo   

S n xu   r t lâu và ngày càng hoàn thi  t o ra khng sn phm l n trong công nghi p S n ph   c dung nhing chi ti t d ng nén, t i tr     i tr ng ph c t p, kh    ng l n b ng gang,  

u do s n xu o ra

Hình 1.16 - 

1.3.2 Nhóm gia công áp l c 

Gia công kim lo i b ng áp l  o hình v t li u d a trên tính   

d o c a v t li u, thông qua d ng c , thi t b t o l         c làm v t li u bi n d ng d    

t o thành s n ph  c theo yêu c u 

Ngo i l c là y u t     n trong gia công áp l c, góp ph n t o ra hình dáng   

ca vt th và tm tiêu hao vt li

Nhi là y u t quan tr ng trong gia công áp l c Nhi     tính d o c a kim lo  bin d ng d o v t li u và làm gi m tr l c bi n d ng,         

gim s

So v   c t o ra s n ph      bch   u l c t nh n m  t ki m kim lo i,  

n thi t b t o l c ph    c tt tin

S n ph m gia công áp l c dùng ch y u trong các chi ti     u chu

t i tr ng cao, t i tr   p V t li u dùng gia công áp l c là các lo   i thép C, thép h p kim, kim lo i màu, h

Gia công áp l c t o ra nhi u d ng s n ph m khác nhau Có nh ng s n ph        m

Nh quá trình cán th c hi n ngay trong nhà máy luy n kim nên có th    gim

c nhi u khâu trung gian, h giá thành s n ph m có th k t h      

L hình c a khuôn ép có ti t di n khác nhau Tu     theo tính d o c a v t li u,    

có th ép nóng ho c ép ngu i Phôi ép có th là th i cán hay s n ph m rèn d p Ép        

t o s n ph m có ti t di    i theo chi bong b m  chính xác cao S n ph m ép có th là các th   c, các loi ng v i nhi u ti t di n khác    nhm là thi t b ép c    c ng vng kim lo i th a không  bin d ng trong khuôn cò nhiu 

   n r t l t li

 D p t m  

D p t m là m t trong nh     i b ng áp l c, bao g m nhi u nguyên công công ngh làm bi n d    ng kim lo i t m và không có ph   lii hình th c phoi D p t  c áp d ng r t r ng rãi trong h u h t các nhà     máy chuyên môn s n xu t rèn d    t o và s a ch khác

D p t  m:

- D p t ng dùng ch t o các chi ti t che ch n, n    y, v , thùng  cha, trong các ngành ôtô, tàu, thuy n, công nghi p th c ph m, hàng dân d    ng

- Có th  thc hi n nh ng công vi c ph c t p b ng nh         n ca thit b và khuôn

- Có th  ch  t o nh ng chi ti t r t ph c t    khác không th hoc r

-  chính xác c a các chi ti t d p t      i cao, b m l p l n t t,   không c

- Kt c u c a chi tit d p c ng v ng, b n nh  , m  hao phí kim lo i không l n  

- Tit kic nguyên v t li u, thu n l     ng hóa,

t cao, h giá thành s n ph m   

- n, không cn th b c cao  

l n t t, không c n ph i gia công l i b ng c t g t K t c u c a chi ti t d p t m c ng               

v ng, b n nh  , tit ki m nguyên v t liu

B ng 1.3.1 - B ng phân lo i các nguyên công chính trong t o hình   

kim loi dng tm

* Gi i thi u thi    t b và khuôn trong công ngh d p t    m.

Các nguyên công d p t  c t o hình trên các máy th y l c, máy tr c   

khu u, máy c t, u n l

Hình 1.19 -  trong công ngh d p t m   



- n, thu n ti n trong thao tác  

- m b o bí m t an toàn cho b     i

- Thu nhanh

- K THU T CHÁY D U   



c d n t i cháy m t gi t    

t cháy nhiên li u l d ng các gi

ng kính trong khon 0,3 mm

Khi bi n b    t b m t ldi

Quá trình cháy ca mt gi t nhiên li u l ng bao g 

1- Bin b i nhiên li u l ng thành các gi t riêng bi     t;

2- H n h p gi   i dòng không khí r i và v i khí nóng h  3- Nung nóng các gi c x)

n h p c c b và có th c b t l a, vi c hình thành mu        c

b  u

Ngoài ra, các gi t d u có trong các ph n khác nhau c   a ng n l a có v n t c,    

n, nhi khác u ki n xung quanh, bi n thiên c a v n t c các gi     t

u ki

2.2 Bi n b  i du

Mn b i d   m t ti p xúc c a d u v i ch    

t o các gi t d  c mong munh   t c a d c l

mm2/s Quá trình bi n b i có th   thc hi  i v i d u nh nhi   i

v i d u n ng    khong 1100C Các thi t bi n b i có th làm vi c v i d      c xoáy hoc không xoáy

2.2.1 Thit b bin b i không xoáy 

Dc c p vào ng tâm còn ch t bi n b i là không khí ho      c

c c p vào ng bao ngoài v  i v c ln t

Hình 2.1 - Thit b bin b i Dòng ch t l ng khi b n ra t    ming phun vào u bi n thành các gi t Trong k thu  i ta không áp d ng cách bi n b i này, vì kh     u chnh r t h n ch , mà ph i dùng thêm m t dòng ch t bi n b i Ch t bi n b          

r i cao nên d dàng xé v n dòng d u và truy n xung cho các h t d u B        u chnh kh  ng dòng ch t bi n b i có th       u ch nh hình dáng ng n l a   

Nhi cht bi n b i ch    c phép l  d u m m b

d u có nhi   cui mong mu n các nhi    quá cao d u có th   ân

h y t o thành ch  t r n l ng trong thit b bin b i 

B ng 2.1 Các m c bi n b i   

Tên g i 

Cht bi n b i   Áp su t, bar 

Không khí bin b i 

Khng ch t bin b i kg/kg nhiên li u 

ng d u kg/h

P

P1 (2-1) Khi b qua tr ng l  c và ch ng cng ta có l c ma sát: 

2

105  này vào công th c (2-5) ta có: 

Hình 2.2 - Thit b bin b i quay Trong thi t b  bin b i quay m t l p d u m     c t o ra trong c c quay và 

b n vào dòng không khí chuy ng song song v i tr c quay V n t c dòng không    khí kho ng 100 m/s D u b  p tuyng c a l c ly  tâm và sung c a dòng s  bin thành các gi t nh   c dòng cu

  l n c a gi t ph thu c vào v n t c quay c a c c, v n t         

 nh t c a d  ng d u bé s có các gi t ho c s i d u riêng      

bic bng g p trong k thu t hình thành màng d   u

i chi u dày gi    thành các gi t và s  i

Ph n l n thi t b bi n b i áp su    u có bu ng xoáy, d u b  tip tuy n vào bu ng kính d1 t o nên dòng xoáy Nhân c a  dòng xoáy không ch a ch t l ng mà có th     cha không khí K t qu    phân b các gi t trên hình nón d u b n t    ming phun qua l thoát h   ng kính d2 có mt dòng liên t    ng v i dòng c p t i và m t màng m ng hình ph     u

c hình thành Chi u dày c a màng gi  n khi phân nh thành các 

s i và các gi t

Hình 2.3 - S phân rã c a màng d u t    bung xoáy Góc c a hình nón ph thu c vào t l v n t      ng tr c và v n t c quay   N

S

r e u

2

e - tâm sai ca tit di n vào 

S - din tích ti t di n ngang c a các m t vào ti    p tuy n 

2.3 Các quá trình cháy

2.3.1 Cháy các gi t riêng bi t  

S cháy các gi t riêng bi t, c     c nghiên

c u b ng nghiên c u lên s i ch    thch anh trong lò Lò ch a khí có thành ph n và nhi   t

 nhi t c p t không khí t i gi    khu ch tán ra kh i gi t, h n h p v i không khí và b t l       t m t thành ph n và  nhi nh Ch ng h n trong không khí các h t cháy 800    0C, có th theo dõi quá trình cháy b ng máy nh ho c các thi t b      nh b m t gi t hình thành vùng   

ph n       hình 2.4a Nhiên li u ph n ng hoàn toàn thành  khói, ngoài mu, trong m t cháy không còn ôxi Hình dáng kéo dài b t ngu n t l c nâng c    a vùng ph n ng có nhi   cao và khói bao quanh nó

 i ta ch p nh n hóa là hình c u, hình 2.4b 

hon, vùng phn c thay b ng m t b m t ph    n ng hình 2.4c

Hình 2.4 - Vùng phn ng quanh m t gi t du cháy a) dng th c, b) mô hình hình c u, c) mô hình hình c  n

Toàn b  thi gian cháy c a m t gi t baog m th i gian b t l a ch m tr          và thi gian cháy B t l a ch m tr là th i gian t khi b      u c p nhi n khi cháy Th i gian b t l a ch m tr c      nung gin p h

 cho nh ng ph n   u tiên k t thúc 

V i gi thi t b t l a ch m tr       ch  y u king h c quy nh,

thi gian ch m tr  th c nghic bi u th  nh lu t Arrhenius 

t b

z a e

t  / (2-8)

t b a

V i các s   li i v i ging kí các nhi 1200, 1500,

và 1800 K th i gian b t l a b ng 10,2 và 1ms M t gi t chuy      ng v i v n t  c

âm trong không khí 1800 K b t l a sau khi bay m   

m t giá tr quá th p theo kinh nghi   m

Các th nghi m tính th i gian cháy c a các gi t riêng bi     c nhiu tác gi  th c hi n Ph n l n các tác gi    chp nh n các gi thi  

ng v i hình 2.4 c; 

2 Gi t nh n nhi  t bng d n nhi t, b qua vai trò ca bc x 

3 Gi t có nhi   u, nhit cp ch   

u khu ch tán t i m      c l i v i b m t git;

O H c

g t

2].[

][1



     n ph i tính n    ng l n nhau c a các  git Các gi  l n khác nhau và kho ng cách gi 

ng qua li gian cháy gi coi

g n g   i gian cháy m t gi t riêng l   i v i d u nh    mô ng xung

 n t c xung quanh bc th i gian cháy 

  b ng 2.2

B ng 2.2. Thi gian cháy c a gi 

Ng n l a dng g m hai ph n ch ng lên nhau: ph n t    

l a và m t ph n cháy; ph n th hai có tính ch     t ca mt ng n l a khí  

Nhu c u th  phân rã các ph n t và t s C/H cao trong d u (so v     i khí) cho nhi u kh   o mu Có th d dàng t o ng n l a chi u sang v i n ng i        

 mu i c c b 20 g/cm   3 hoc l

 t d u n ng không th t cháy hoàn toàn các gi t, các phân t có nhi t      

 sôi l n nh t t o ra m t ch t d ng c c và l       ng vào khung (m ch cacbon), hình 2.5 Kíc c l n nh t c a m t ki    này bng kính ca giu Th i gian cháy c a m ch g   i gian cháy c a gi ng



 i v i gi t 1mm 700  0C các tác gi  c th i gian cháy 2s, h s k = 0,0043   

cm2/s

Hình 2.5 M ch cacbon Cháy là quá trình phn ng hóa h c di n ra gi a các thành ph   c

có trong nhiên li u v i ôxi, t a ra nhi t v i ánh sáng Mu     c nhi a cnhiên li u còn ph  n m t giá tr t i thi    i v i d u m cháy    

c c n có nhi  kho ng 580    oC

*Ph n  ng cháy

Trong dng thành phc g

nh (S) Ph n ng cháy cn   ng cháy c a cácbon: 

- Khi cháy hoàn toàn:

C O2CO2QC

- Khi cháy không hoàn toàn:

12

H O

H2 2  2 

21

  t cháy 1 kg nhiên li u có thành ph t cháy

,

1 C lv H lv m3 tc ôxi Mà trong 1 kg nhiên lin

100

lv O

kg hay 0,7

100

lv

O m3 tc ôxi

Vng ôxi c n thi    t cháy 1 kg nhiên u là: li

1007,01006,5100866

lv O

O H

Thành ph n c a s n ph m cháy: Khi nhiên li u cháy hoàn toàn v     ng không khí

v (tc là = 1), trong s n ph m cháy bao g m các thành ph n sau: CO2 do     cháy C, SO2 do cháy S, H2O m t ph n do cháy H m t ph n do O2 c a nhiên li     u

bt phc trong không khí

Khi cháy hoàn toàn v i h s không khí th a l     không khí th a mang vào N u cháy không hoàn toàn còn có CO và m t ít ch   t không cháy h

0

0

2

lv CO

c có trong s n ph m cháy do cháy thành ph n h có

trong nhiên li  m b do không khí m mang vào 

;0161,00124

,0112

0

2 1

CO

Khi cháy hoàn toàn 1 kg nhiên li u v i > 1, ta thy còn có s  

- Th i, vì do thành ph n C trong nhiên li u quy   nh

- Có thêm thành ph n khí O2 do không khí th a mang vào có th tích b   ng:

 1 ;21

2 2

2

0 0

0

O H O

H N

N CO

Thi  t b bi n b i áp su t t o nên ng n l a hình ch W trong dòng không khí      

m chân c a W n m cách m t m t kho ng trong dòng d u Khi        

   gi th tích ng n l a  

2.4.2 nh ng n l a  

hi n   vùng biên c a dòng, y có s cân b ng gi a v n t c ng n l a c a h n h p             

u - không khí và v n t c dòng  

 i ta s d ng vùng h  t nhân dòng xoáy ho c sau v t c n Trong các thi t b      bin b i áp su t b  i góc

c a dòng có th   i tha gi t trong vùng ch c v  c tính c a ng n l               t s

i khói chuyc dòng, nh   i r i thâm nhp vào dòng không khí ch y v   c Trong vùng chuyng xác l p s cân  

a) Quá trình cháy th khí theo b  

  d ng cháy này b  t bé, nhi   ng xung quanh h t 

t cao ho c kho ng cách t mi ng phun t i m t cháy r      y h t du 

y ra th khí mà không  

có hing b

Hình 2.7 - Mô hình v t lý cháy th  khí theo b

b) Quá trình cháy khu ch tán chùm h  

  ng h p này, nhi    xung quanh h   ng kính h t 

n ( ho c tính b a d u kém) trong vùng cháy, xung quanh h t d   u hình thành m t màng m t l a bao b c, phía trong m    u và

s n ph m cháy, còn phía ngoài m t cháy là không khí và s n ph    u

c a các gi c cung c p cùng v i ôxi khu ch tán và h n h p l     tin hành quá trình cháy

bèc h¬i

Cùng v i s d ch chuy n c a h     c cháy thì các hcháy (m i vào) s thay th các v trí nh     nh v b t l a, cháy ki t c a các h     t

c

Hình 2.8 - Mô hình v t lý cháy khu ch tán chùm h   

c) Quá trình cháy h n p m t ph n hóa khí, m t ph n d ng h t h      

c hng

t nh d b  toàn thành ng n l a có h n h   c Còn h t d n vùnc

 sinh ra ng n l a khu ch tán c a các chùm h t d u      

 sinh ra cháy theo d ng b a ht bé

Hình 2.9 - Mô hình v t lý cháy h n h p m t ph     n hóa khí m t ph n d ng h t    Quá trình cháy nhiên li u trong th c t    ph      u c t i v i d

n ng, quá trình cháy càng ph c t p, b i v    y  nhi cao do thi u ôxi s x y ra   hing phân h y nhi t t o thành mu i, thành ph n này cháy gi      n t rlàm cho t n th t cháy không h  t v 

i v i c  u phun nhiên li    d ng cho các lo i b p quá trình cháy  

ng là d

ngän löa khuÕch t¸n giät

h¹t bôi dÇu ngän löa khÝ cã hçn hîp tr mét phÇn -íc

2.5.2 Mô hình cháy c a gi t nhiên li u 

Mô hình cháy gi t nhiên li u cho phép ta kh   c t cháy c a h t nhiên li u, th nh v trí m t ng n l a, s phân b      nhi và nng

 sung quanh h t 

Khi h t d  c phun vào bên trong ngu n l a  nhi  cao, s  nhn nhi t, s y nóng r i b u khu ch tán t trong h t d u ra ngoài, trong khi    

ch tán theo chi   c l i, t n m t h t d u; khi chúng g p    

n nhi  cao, s cháy và t o thành m     t ng n l a  

V i nh ng h t d u l n, do có t        i gi a h t d u nhiên li u và    không khí nên m t ng n l a có hình d ng ngòi bút lông V i nh ng h t d u m n,         không có t i gi a h t d u và không khí nên m t ng n l a h      hình cng tâm v i h t du

Quá trình cháy d u là quá trình cháy khu ch tán, t c là t   phn ng hóa

h c l t nhi u t  khu ch tán v t ch t t i b m t ch      ng th i ta coi chi u dày m t l a là r t m ng Gi t d u s b         phía trong m t l a còn ôxi thì  khu ch tán t ngoài m t l a vào trong s n ph m cháy (khói) và nhi t ph       n u truy n ra c hai phía, m t ph n nh       gia nhi t cho h t d 

 n l n nhi t ph n c truyng bên ngoài  

Hình 2.10 - Quá trình cháy c a h t du Xung quanh gi t d u có t n t i ng n l a hay không quy      nh bu kin

ti hn bt la

Trong quá trình cháy c a dòng nhiên li u, ta gi thuy   t r ng s truy n nhi   t

và truy n ch t x y ra xung quanh gi t d u hình c     i xbày mô hình cháy khu ch tán gi t d u có s    chuyng c ng b c (dòng phun)  

Hình 2.11 - Mô hình cháy khu ch tán gi t du có s 

chuyng bc

T mô hình cháy khu ch tán gi t d u trên, qua nghiên c u kh o sát ta th      y

ng nhi t sinh ra trong quá trình cháy ch ng nh  

 a gi t nhiên li   àm cho nhi  b m t h t nhiên li    

n nhiên li u trên b m  

2.6 M t d u   

 cháy d dàng m i nhiên li u c n các thi t b chu n b Vi c chu n b d u            

c th c hi n nh m t M t có nhi m v bi n d u thành các h t nh nh t có              th     m t h s không khí thích h p Vi c chu n b    

dc th c hi n theo nhi u nguyên lý, h    thi m t h  thng còn có th chia làm nhi u nhóm  

Theo nguyên lý chu n b d u thì m     t có th chia ra làm m    t s h

- M  

- M t bi n b i: m t bi n b i b ng áp su t d u (m             c/d u); 

m t bi n b i b ng áp su t không khí (m t th p áp, m t trung áp, m             t cao áp; m  t to xuy n toroidal); 

i ta phân bi t m   t d u theo c u trúc và trang b  u khi n    