SO SÁNH TÍNH NĂNG KINH tế của ĐỘNG cơ DIESEL KHI sử DỤNG hỗn hợp BIODIESEL THEO tỷ lệ b20, b25, b30 và DO SO SÁNH TÍNH NĂNG KINH tế của ĐỘNG cơ DIESEL KHI sử DỤNG hỗn hợp BIODIESEL THEO tỷ lệ b20, b25, b30 và DO SO SÁNH TÍNH NĂNG KINH tế của ĐỘNG cơ DIESEL KHI sử DỤNG hỗn hợp BIODIESEL THEO tỷ lệ b20, b25, b30 và DO SO SÁNH TÍNH NĂNG KINH tế của ĐỘNG cơ DIESEL KHI sử DỤNG hỗn hợp BIODIESEL THEO tỷ lệ b20, b25, b30 và DO SO SÁNH TÍNH NĂNG KINH tế của ĐỘNG cơ DIESEL KHI sử DỤNG hỗn hợp BIODIESEL THEO tỷ lệ b20, b25, b30 và DO
Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV SO SÁNH TÍNH NĂNG KINH TẾ CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP BIODIESEL THEO TỶ LỆ B20, B25, B30 VÀ DO COMPARISON FUEL CONSUMPTION OF DIESEL ENGINE RUNNING WITH BIODIESEL BLENDS B20, B25, B30 AND DO NCS Nguyễn Mạnh Cường1a, GS.TS Trần Văn Nam2b, PGS.TS Dương Việt Dũng2c Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Trường Đại học Đà Nẵng a b nguyencuongutehy@gmail.com, tvntran@gmail.com; cdvdungbk@gmail.com TÓM TẮT Trong năm gần đây, việc người phải đối mặt với ô nhiễm từ lượng khí thải động đốt nói chung trở thành vấn đề môi trường nghiêm trọng giới Do đó, phát triển cho loại xe tương lai nhắm mục tiêu làm để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, khí thải gây ô nhiễm, trì mức độ cao hiệu suất động Diesel sinh học nhiên liệu sinh học tái tạo, thay thân thiện môi trường đầy hứa hẹn sử dụng động diesel với thay đổi động Bài viết trình bày nghiên cứu thực nghiệm trình cháy thực động Mazda WL chạy dầu diesel sinh học với điều kiện trạng thái hoạt động ổn định Trong nghiên cứu này, hỗn hợp dầu diesel sinh học diesel thông thường sử dụng Trong thí nghiệm áp suất xylanh mức tiêu thụ nhiên liệu cụ thể đo lường Các thử nghiệm động chạy nhiên liệu khác (biodiesel pha trộn B20, B25, B30 diesel) có kết thể qua đồ thị suất tiêu hao nhiên liệu Các giá trị đo số vòng quay 1500rpm, 2000rpm, 2250rpm, 2750rpm 3000rpm mức tải khác nhau, tương ứng Kết thí nghiệm với chế độ 30% vị trí điều khiển răng, động sử dụng nhiên liệu B20 tiêu hao nhiên liệu thấp so với DO Với chế độ tải 50%, động sử dụng nhiên liệu B20 B25 có tiêu hao nhiên liệu thấp so với DO tốc độ động từ 2500 rpm đến 3000 rpm Từ khóa: nhiên liệu sinh học, nhiên liệu diesel, đặc điểm cháy, suất tiêu hao nhiên liệu ABSTRACT In recent years, the human has faced the pollutant emissions from general vehicle engines that became a serious environmental problem in the world Therefore, the targeted developments for future vehicles are how to reduce fuel consumption, pollutant emission while maintaining high level of engine performance Biodiesel is one of the promising renewable, alternative and environmentally friendly biofuels that can be used in diesel engine with little or no modification in the engine In the present study an experimental investigation has been carried out on the combustion and performance characteristics of a Mazda WL engine running with biodiesel under steady state operating conditions In this investigation, biodiesel blends and normal diesel have been used During the experiment the incylinder pressure and the specific fuel consumption were measured The tests on engine running with different fuels (biodiesel blends B20, B25, B30 and diesel) have resulted in almost overlapping fuel consumption diagrams The power output values at 1500rpm, 2000rpm, 2250rpm, 2750rpm and 3000rpm and at difference loads, respectively Experimental results indicated that at light load at 30% control rack position, the engine uses the fuel B20 lower fuel consumption than the DO At load values of 50% control rack position, the engine uses B20 and B25 fuels have lower fuel consumption than the DO in engine speed from 2500 rpm to 3000 rpm Keywords: biodiesel, diesel, combustion characteristics, fuel consumption 425 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV GIỚI THIỆU Một số lượng lớn nghiên cứu dầu diesel sinh học nhiên liệu tái tạo, thay đầy triển vọng nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trường mà sử dụng động diesel với thay đổi kết cấu động [1-5] Các luật khí thải nghiêm ngặt, cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch mối quan hệ nhiên liệu với trị buộc giới phải tìm giải pháp thay cho nhiên liệu hóa thạch Nhiều este dầu thực vật (dầu diesel sinh học) nghiên cứu sử dụng động đốt chứng minh có tiềm cao để giảm lượng khí thải CO2 [6, 7] Những ảnh hưởng loại nhiên liệu khác hiệu suất, đặc tính kỹ thuật động báo cáo rộng rãi Các thông số động phổ biến mà có ảnh hưởng định lượng bao gồm: suất tiêu thụ nhiên liệu, công suất có ích hiệu suất nhiệt Nhiều nhà nghiên cứu so sánh hiệu suất động chạy với nhiên liệu biodiesel hỗn hợp với động chạy với nhiên liệu diesel thông thường Nó báo cáo số lượng lớn nhà nghiên cứu cho sử dụng dầu diesel sinh học có kết suất hao nhiên liệu cụ thể hiệu suất nhiệt cao so với việc sử dụng nhiên liệu diesel động [8-11] Tuy nhiên, việc sử dụng diesel sinh học khác kết mang tính biến thiên hiệu suất động cơ, tính động khí thải động thay đổi tính chất vật lý hóa học dầu diesel sinh học [12] Những ảnh hưởng tính hóa lý nhiên liệu hệ thống cung cấp nhiên liệu bơm nhiên liệu, lọc nhiên liệu tỷ lệ hòa trộn xy lanh hỗn hợp khí-nhiên liệu báo cáo [13] Để cải thiện hiệu suất khí thải động chạy nhiên liệu diesel sinh học hiểu tác dụng tính chất vật lý nhiên liệu hiệu suất động khí thải, số nghiên cứu chi tiết đặc tính truyền nhiệt thực động diesel truyền thống Tỷ lệ nhả nhiệt kết áp suất nhiệt độ cháy ảnh hưởng đến đặc tính hiệu suất phát thải động cơ, nhiên hầu hết hầu hết nhà nghiên cứu liên kết mối quan hệ hiệu suất phát thải đặc trưng dầu diesel sinh học với thông số thực nghiệm tỷ lệ hỗn hợp biodiesel, tốc độ động cơ, tải động cơ, thời gian phun, áp suất phun tỉ số nén động Tuy nhiên, có công trình công bố đặc điểm cháy tượng phát nhiệt tương ứng với tỷ lệ diesel sinh học khác hỗn hợp [14-18] Do đó, mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm khảo sát, nghiên cứu đặc điểm trình cháy nhiên liệu biodiesel sử dụng động diesel truyền thống như: nhiệt độ trình cháy, quy luật tỏa nhiệt, tỷ lệ nhiên liệu cháy, vận tốc cháy, tràn màng lửa với chế độ làm việc khác nhau, tỷ lệ nhiên liệu phun khác nhau, từ kết luận điều kiện tốt Bài viết trình bày kết thực nghiệm tính kinh tế nhiên liệu nhằm nghiên cứu trình cháy nhiên liệu biodiesel với tỷ lệ hỗn hợp B20, B25, B30 DO sử dụng động diesel truyền thống thực tại: Phòng thí nghiệm động đốt – Khoa Cơ khí Giao thông - Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 2.1 Đặc tính hỗn hợp nhiên liệu biodiesel dùng cho thí nghiệm Nhiên liệu dùng cho nghiên cứu bao gồm loại: Hỗn hợp biodiesel B20, B25 B30 (ví dụ: B25 tỷ lệ 25% biodiesel 75% diesel khoáng sản) có nguồn gốc từ hạt cao su nhiên liệu diesel truyền thống (dầu DO): Thành phần hoá học dầu hạt cao su chủ yếu triglycerid nên chúng có đầy đủ tính chất ester điển hình Tiến hành phối trộn mẫu nhiên liệu diesel DO với 20%, 25% 30% biodiesel (từ hạt cao su) thể tích, hỗn hợp ổn định khoảng thời gian ngày tác động học Sau đưa mẫu thử nghiệm phân tích phòng thí nghiệm Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất 426 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV lượng - Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng so sánh đối chứng với mẫu diesel DO loại với dầu diesel đem pha vào hỗn hợp thể bảng Bảng So sánh số tính chất B20, B25 B30 với dầu diesel Chỉ tiêu, đơn vị tính B20 B25 B30 Diesel Phương pháp thử Hàm lượng mg/kg lưu huỳnh, 238 217 217 500 TCVN 6701:2000 (ASTM D5453) 44174 43040 46685 43138 ASTM D240 - 06 Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, 72,0 o C 74,0 74,0 55 TCVN 6608:2000 (ASTM D93) Độ nhớt động học 40o C, 3,990 cSt 4,693 4,693 2-4,5 TCVN 3171:2003 (ASTM D445) Điểm đông đặc, oC -9 -9 +6 TCVN 3753:1995 (ASTM D97) Nhiệt trị, kJ/kg -6 Nước tạp chất học, % ... liệu B20, B25, B30 DO 90% tải KẾT LUẬN Kết nghiên cứu, đánh giá, phân tích so sánh kết thực nghiệm tính kinh tế nhiên liệu động diesel sử dụng hỗn hợp nhiên liệu biodiesel – diesel với tỷ lệ pha... nghiệm tính kinh tế nhiên liệu nhằm nghiên cứu trình cháy nhiên liệu biodiesel với tỷ lệ hỗn hợp B20, B25, B30 DO sử dụng động diesel truyền thống thực tại: Phòng thí nghiệm động đốt – Khoa Cơ khí... chất lượng so sánh đối chứng với mẫu diesel DO loại với dầu diesel đem pha vào hỗn hợp thể bảng Bảng So sánh số tính chất B20, B25 B30 với dầu diesel Chỉ tiêu, đơn vị tính B20 B25 B30 Diesel Phương