ỨNG DỤNG DẦU DỪA LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ AO HÙNG LINH ỨNG DỤNG DẦU DỪA LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL DS-60R NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ Ô TÔ, MÁY KÉO - 605246 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG DẦU DỪA LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL DS-60R Chuyên ngành: Khai thác bảo trì Ôtô Mã số ngành: 60 52 46 HVTH: KS Ao Hùng Linh GVHD: PGS.TS Nguyễn Lê Ninh TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học:…………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cán chấm nhận xét 1:……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cán chấm nh ận xét 2:……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ngày tháng năm LỜI CẢM ƠN Được thực luận văn Thạc sĩ niềm hãnh diện cho kỹ sư Với dẫn dắt tận tình Thầy PGS.TS Nguyễn Lê Ninh hòan thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy người tận tình hướng dẫn giúp đỡ thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể kỹ sư phân xưởng lắp ráp động Công ty Vinappro, kỹ thuật viên Trung tâm đăng kiểm 50-07 V tạo điều kiện kỹ thuật giúp hoàn thành luận văn Tôi xin gởi lời cám ơn đến thầy cô khoa Cơ khí Động lực tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Xin cảm ơn học viên Cao học khóa 2003 cho lời góp ý, động viên trình học hoàn luận văn Xin chân thành cảm ơn Ao Hùng Linh Abstract Fossil fuel will run out in 20 or 50 years ? Nobody is sure of it Diesel fuel has an essential function in the industrial economy of a country It is used in city buses, locomotives, electric generator, etc… We have studied the suitability of coconut oil for diesel engines, as well as evaluted with regard to combustion conditions and specification defined in fuel standard of Viet Nam We mix coconut oil and ethanol in variable rate and give the solutions to crude coconut oil This result enables to develop new uses for crude coconut oil and the mixture of coconut oil and ethanol MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I : ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Đối tượng nghiên cứu - phương pháp nghiên cứu Giới hạn đề tài Tiềm dầu thực vật nước ta Tiềm dầu thực vật Nguyên liệu dầu dừa 4.2.1 Cây dừa 4.2.2 Dầu dừa Tổng quan tình hình sử dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động Diesel nước 5.1 Ở Châu Mỹ 5.2 Ở Châu Âu 5.3 Ở Châu Á 5.4 Ở Châu Phi Các vùng nhiên liệu nước ta 11 11 11 11 12 13 CHƯƠNG II: ĐÁNH GIÁ TÍNH NHIÊN LIỆU CỦA DẦU DỪA 14 Các tiêu nhiên liệu dầu dừa tự nhiên thị trường Hướng cải thiện tiêu cho phù hợp yêu cầu nhiên liệu động Diesel 2.1 Phương pháp sấy nóng nhiên liệu 2.3 Phương pháp pha loãng 2.3 Phương pháp cracking 2.4 Phương pháp nhũ tương hóa 2.5 Phương pháp ester hóa Chuẩn hóa hỗn hợp dầu dừa - cồn thành nhiên liệu Diesel 3.1 Pha loãng dầu dừa 3.2 Sấy nóng dầu dừa CHƯƠNG III: 1 2 3 14 15 15 16 16 16 17 17 17 23 THỬ NGHIỆM TRÊN ĐỘNG CƠ Xác định động mẫu Xác định thông số kiểm tra động dùng nhiên liệu Diesel chế độ chọn trước Xác định thông số kiểm tra động ứng với mẫu dầu dừa Diesel - tỷ lệ cồn pha với dầu dừa chế độ chọn trước 25 25 25 27 CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THAY THẾ VỀ CÁC MẶT Công suất Suất tiêu hao nhiên liệu Tiêu hao dầu bôi trơn Chất lượng khí thải Thời gian nhiệt độ lưu trữ 6.Khả tạo bọt Tính kinh tế nhiên liệu 34 34 40 52 53 55 55 56 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 57 CHƯƠNG VI: KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT Khả thay hệ thống cung cấp nhiên liệu Về sách nhà nước Vùng cung cấp nguyên liệu để sản xuất dầu dừa Hướng tiếp tục nghiên cứu 58 58 58 58 58 PHỤ LỤC A: THIẾT KẾ BỘ PHẬN SẤY NÓNG VÀ KIỂM TRA LƯU LƯỢNG QUA LỌC Tính lưu lượng nước làm mát 1.1 Tính nhiệt lượng làm mát 1.2 Lưu lượng nước làm mát Lưu lượng nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp Gnl PHỤ LỤC B CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 60 60 60 60 60 DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng - Thống kê sản lượng dầu thực vật ………………………………………………2 Bảng - Thống kê diện tích trồng dừa giới năm 2001…………………………… Bảng - Tính chất đất trồng theo độ sâu mực thủy cấp……………………… .7 Bảng - Thành phần hóa học copra…………………………………………… Bảng - Tính chất dầu dừa…………………………………………………………….10 Bảng - Hàm lượng axít béo có dầu dừa……………………………………………10 Bảng - Tình hình sản xuất tiêu thụ dầu dừa giới………………… 12 Bảng - Tình hình sản xuất xuất dầu dừa Châu Á………………… 12 Bảng - Sản lượng hạt có dầu giới……………………………………… 12 Bảng 10 - Các vùng trồng dừa Việt Nam……………………………… 13 Bảng 11 - Đánh giá thu nhập từ hecta dừa vùng đồng sông Mêkông………… 13 Bảng 12 - Kết kiểm nghiệm tiêu nhiên liệu mẫu DD1…………… 14 Bảng 13 - Các tính chất Ethanol Methanol ……………………………………… 17 Bảng 14 - Kết kiểm nghiệm tiêu nhiên liệu mẫu LN ………………… 18 Bảng 15 - Kết kiểm nghiệm tiêu nhiên liệu mẫu LN 2……………………19 Bảng 16 - Kết kiểm nghiệm tiêu nhiên liệu mẫu LN 3……………………20 Bảng 17 - Kết kiểm nghiệm tiêu nhiên liệu mẫu LN 4……………………21 Bảng 18 - Kết kiểm nghiệm tiêu nhiên liệu mẫu LN 5………… .21 Bảng 19 - Kết kiểm nghiệm tiêu nhiên liệu mẫu LN 6……………………22 Bảng 20 - So sánh độ nhớt mẫu LN ………………………………………………23 Bảng 21 - Công suất động sử dụng nhiên liệu DO…………………………………25 Bảng 22 - Công suất động sử dụng nhiên liệu LN 1……………………… 27 Bảng 23 - Công suất động sử dụng nhiên liệu LN ……………………… 28 Bảng 24 - Công suất động sử dụng nhiên liệu LN 3……………………… 29 Bảng 25 - Công suất động sử dụng nhiên liệu LN 4……………………… 30 Bảng 26 - Công suất động sử dụng nhiên liệu LN ……………………… 31 Bảng 27 - Công suất động sử dụng nhiên liệu LN 6……………………… 32 Bảng 28 - Công suất động sử dụng nhiên liệu DD 1……………………………….33 Bảng 29 - Kết thí nghiệm tiêu hao nhiên liệu mẫu DO ……………………………….40 Bảng 30 - Kết thí nghiệm tiêu hao nhiên liệu mẫu LN 1…………………………… 41 Bảng 31 - Kết thí nghiệm tiêu hao nhiên liệu mẫu LN 2…………………………… 42 Bảng 32 - Kết thí nghiệm tiêu hao nhiên liệu mẫu LN 3…………………………… 43 Bảng 33 - Kết thí nghiệm tiêu hao nhiên liệu mẫu LN 4…………………………… 44 Bảng 34 - Kết thí nghiệm tiêu hao nhiên liệu mẫu LN 5…………………………… 45 Bảng 35 - Kết thí nghiệm tiêu hao nhiên liệu mẫu LN 6…………………………… 46 Bảng 36 - Kết thí nghiệm tiêu hao nhiên liệu mẫu DD 1…………………………… 47 Bảng 37 - Kết kiểm tra tiêu hao dầu bôi trơn…………………………………………52 Bảng 38 - Kết kiểm tra khí thải ………………………………………………………53 Bảng 39 - Kết kiểm tra độ mờ khói chế độ gia tốc………………………………….54 Bảng 40 - Kết kiểm tra thời hạn lưu trữ nhiệt độ lưu trữ………………………… 55 Bảng 41 - So sánh thời gian hết bọt loại nhiên liệu………………………………55 Bảng 42 - Tính toán giá thành loại nhiên liệu tính cho lít……………………56 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình - Cây dừa…………………………………………………………………………….4 Hình - Quày dừa………………………………………………………………………… Hình - Trái dừa……………………………………………………………………………5 Hình - Xơ dừa…………………………………………………………………………… Hình - Cơm dừa……………………………………………………………………………5 Hình - Phôi mầm nằm cơm dừa, ba lỗ vỏ……………………… Hình – Quan hệ độ nhớt nhiệt độ dầu dừa………………………………… 15 Hình - Biểu đồ so sánh độ nhớt mẫu nhiên liệu…………………………………23 Hình - Nguyên lý kết cấu sấy nóng dầu dừa nước làm mát động cơ……….24 Hình 10 - Đường đặc tính công suất động sử dụng nhiên liệu DO……………… 26 Hình 11 - Đường đặc tính công suất động sử dụng nhiên liệu LN 1……………….27 Hình 12 - Đường đặc tính công suất động sử dụng nhiên liệu LN 2……………….28 Hình 13 - Đường đặc tính công suất động sử dụng nhiên liệu LN 3……………….29 Hình 14 - Đường đặc tính công suất động sử dụng nhiên liệu LN 4……………….30 Hình 15 - Đường đặc tính công suất động sử dụng nhiên liệu LN 5……………….31 Hình 16 - Đường đặc tính công suất động sử dụng nhiên liệu LN 6……………….32 Hình 17 - Đường đặc tính công suất động sử dụng nhiên liệu DD 1………………33 Hình 18 – Đồ thị so sánh Ne động sử dụng nhiên liệu DO LN 1……………….34 Hình 19 – Đồ thị so sánh Ne động sử dụng nhiên liệu DO LN 2……………….35 Hình 20 – Đồ thị so sánh Ne động sử dụng nhiên liệu DO LN 3……………….35 Hình 21 – Đồ thị so sánh Ne động sử dụng nhiên liệu DO LN 4……………….36 Hình 22 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 5…………… 36 Hình 23 –Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 6…………….37 Hình 24 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng nhiên liệu DO DD1…………….37 Hình 25 – Biểu đồ so sánh thay đổi Ne mẫu DO với mẫu nhiên liệu…………….38 Hình 26 – Đồ thị Ne,ge động sử dụng nhiên liệu DO…………………………… 40 Hình 27 – Đồ thị so sánh ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 1……………… 41 Hình 28 – Đồ thị so sánh ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 2……………… 42 Hình 29 – Đồ thị so sánh ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 3……………… 43 Hình 30 – Đồ thị so sánh ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 4……………… 44 Hình 31 – Đồ thị so sánh ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 5……………… 45 Hình 32 – Đồ thị so sánh ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 6……………… 46 Hình 33 – Đồ thị so sánh ge động sử dụng nhiên liệu DO v DD1………………47 Hình 34 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng nhiên liệu DO LN1…………… 48 Hình 35 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng DO LN2……………………… 48 Hình 36 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng DO LN 3……………………… 49 Hình 37 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng nhiên liệu DO LN4…………… 50 Hình 38 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng nhiên liệu DO LN5…………… 50 Hình 39 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng nhiên liệu DO LN 6…………… 51 Hình 40 – Đồ thị so sánh Ne,ge động sử dụng lọai nhiên liệu DO DD1…… 51 Hình 41– Biểu đồ so sánh suất tiêu hao dầu bôi trơn sử dụng lọai nhiên liệu…… 52 Hình 42 – Biểu đồ hàm lượng khí thải CO lọai nhiên liệu……………………… 53 Hình 43 – Biểu đồ hàm lượng khí thải HC lọai nhiên liệu……………………… 54 Hình 44 – Biểu đồ so sánh độ mờ khói…………………………………………………….54 Hình 45 – Biểu đồ so sánh thời gian hết bọt loại nhiên liệu………………………56 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R CHƢƠNG I : ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài: Cuối kỷ trước, nhà khoa học dự báo nguồn lượng có nguồn gốc hóa thạch cạn dần Không biết xác chu kỳ tái tạo nguồn lượng trữ lượng Trong trình sử dụng lọai nhiên liệu có nhược điểm cháy không hòan tòan, tạo sản phẩm cháy: CO, CO2, HC, NOx, SOx , PM gây ô nhiễm môi trường Nhiên liệu sử dụng tạo khí thải khí thải không tạo lại nhiên liệu nên nhiên liệu truyền thống gọi nhiên liệu không tái tạo được.Do việc tìm kiếm nguồn lượng thay nhu cầu thiết Các nước giới nghiên cứu vần đề từ lâu Brasil nghiên cứu sử dụng cồn thay cho xăng từ năm 1973 Riêng nước ta việc nghiên cứu tìm nguồn lượng bỏ ngỏ.Chủ yếu tự phát trường Đại học, Viện nghiên cứu Luận văn nhằm đóng góp vào việc tìm nguồn lượng với yêu cầu :  Tiềm lớn đáp ứng nhu cầu nhiên liệu  Năng lượng tái tạo  Hiệu suất chuyển đổi nhiệt cao  Công nghệ sản xuất đơn giản, phù hợp với trình độ khoa học kỹ thuật đặc điểm lãnh thổ nước ta  Quá trình điều chế nguyên liệu đơn giản tốt cho chuyển giao công nghệ sản xuất cho người sử dụng  Giá thành phù hợp khả tài Việt Nam  Ít ô nhiễm  Dễ tồn trữ bảo quản  Không thay đổi phải thay đổi kết cấu động Các nguồn lượng thay dầu diesel:  DME DiMethyl Ether  CNG : khí thiên nhiên  Nhiên liệu sinh khối(biofuel): dầu thực vật, cồn Trong dạng lượng lượng sinh khối nhiều nước nghiên cứu khả tái tạo nó.Ngoài dầu dừa sản phẩm mang tính đặc điểm lãnh thổ nước ta Đó lý dầu dừa chọn để nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu – phƣơng pháp nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu dầu dừa, nguyên liệu từ nông nghiệp nước ta vùng nhiệt đới ẩm thuận tiện cho việc phát triển nguồn cung cấp Các nguyên liệu có nguồn gốc hóa thạch có phải sử dụng phối hợp liều dùng với lượng tốt Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm với điều kiện thí nghiệm đơn giản, phù hợp điều kiện cho phép Các tiêu nhiên liệu kiểm nghiệm Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng Kiểm nghiệm công suất động thực cán kỹ thuật Phân xưởng lắp ráp động Công ty Vinappro Phần kiểm tra khí thải thực Trung tâm đăng kiểm phương tiện giới 50-07 V HVTH KS Ao Hùng Linh Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R CHƢƠNG V KẾT LUẬN VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Qua thực nghiệm tác giả tạo mẫu nhiên liệu để dùng động mà không cần thay đổi hệ thống nhiên liệu thiết kế hệ thống sấy nóng nhiên liệu để sử dụng dầu dừa thô.Tùy theo quan điểm người sử dụng mà lựa chọn lọai nhiên liệu:  Không muốn thay đổi động sử dụng mẫu LN, mẫu tối ưu LN  Muốn giá thành thấp sử dụng mẫu dầu dừa không pha chế- mẫu DD1 Tuy nhiên phải lắp thêm sấy nóng Lựa chọn mẫu nhiên liệu theo tiêu: a Chỉ số cetan mẫu LN 43 gần với DO 45 Các mẫu LN 5, LN6, DD1 tiêu cần đo nằm ngòai thang đo (kết luận Trung tâm 3).Khi sử dụng động tiếng gõ chứng tỏ số cetan phù hợp với nhiên liệu DO b Về công suất tiêu hao nhiên liệu: chọn mẫu LN 3, DD1 c Tiêu hao dầu bôi trơn: chọn mẫu LN3, DD1 d Chất lượng khí thải:DD1, LN3, LN e Thời hạn lưu trữ: lâu LN3 f Nhiệt độ lưu trữ: DD1 g Khả tạo bọt: Thời gian hết bọt nhỏ LN 3, DD1 h Chỉ số axit:LN6= 4,6, LN2=6,2 (mgKOH/g) i Hàm lượng lưu huỳnh: LN5, DD1< 0,01(%) , LN3 = 0,01 (%) Kết luận:khi sử dụng cho động Vinappro DS-60R nên dùng mẫu DD1 LN3 HVTH KS Ao Hùng Linh 55 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R CHƢƠNG VI KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT Về khả thay hệ thống cung cấp nhiên liệu: Qua kết nghiên cứu cho thấy dầu dừa lọai nhiên liệu đầy hứa hẹn.Nhiên liệu dầu dừa có thề vận chuyển dễ dàng lọai nhiên liệu truyền thống.Hệ thống cung cấp nhiên liệu truyền thống cung cấp lưu trữ dễ dàng nhiên liệu dầu dừa Pha trộn trước tăng thời gian lưu trữ nhiên liệu Về sách nhà nƣớc: a Nhu cầu nhiên liệu nước ta:Với phát triển nhanh chóng đất nước nhu cầu nhiên liệu tăng nhanh nhiên liệu phục vụ giao thông vận tải.Tỷ trọng sản phẩm dầu cho mục đích giao thông vận tải lớn (68%) sau công nghiệp (14,3%).Theo Viện chiến lược thuộc Bộ kế họach - đầu tư dự báo nhu cầu sản phẩm xăng dầu Việt Nam khoảng 12 triệu cho năm 2005, 17 triệu cho năm 2010 26 triệu vào năm 2020 Trước mắt nguồn nhiên liệu nước ta hòan toàn phụ thuộc vào vào lượng nhập nên bị lệ thuộc vào biến động giá giới Để thóat khỏi tình trạng phải chủ động tạo nguồn nhiên liệu mới.Cho dù khu lọc dầu Dung Quất có vào sản xuất lâu dài nguồn nhiên liệu thay lượng hóa thạch có ý nghĩa quan trọng - Nhà nước cần có sách ưu đãi dừa giảm thuế, khuyến khích trồng dừa b Chiến lƣợc trồng dừa sản xuất nhiên liệu từ dầu dừa: -Với nhu cầu 17 triệu xăng dầu vào năm 2010 lượng dầu diesel cần khoảng 11,56 triệu Năng suất dừa nước ta 35-40 trái / / năm sản lượng dầu dừa 0,7 dầu / cần khoảng 16,51 triệu dừa.Dừa lai có súât gần 80 trái /ha / năm Nếu trồng dừa lai ta cần triệu dừa diện tích nhỏ Cần trồng dừa thành rừng khai thác diện tích đất bỏ hoang vùng thuận lợi trồng dừa - Xây dựng nhà máy sản xuất dầu dừa địa phương để giảm chi phí nhiên liệu vận chuyển - Xây dựng nhà máy sản xuất nhiên liệu diesel dầu dừa Vùng cung cấp nguyên liệu để sản xuất dầu dừa:  Quy họach chiến lược lâu dài vùng trồng dừa phù hợp thổ nhưỡng, tập quán địa phương  Trồng xen canh để tăng thu nhập cho nông dân thời gian dừa bắt đầu cho trái từ - năm  Hỗ trợ khoa học kỹ thuật, phân bón , tài cho nông dân  Nghiên cứu giống dừa suất cao dừa đặc ruột Hƣớng tiếp tục nghiên cứu:  Độ mài mòn chi tiết sử dụng nhiên liệu dầu dừa  Về mặt giá nhiên liệu từ dầu dừa chưa cạnh tranh với diesel, nhiên nước Philippine xem dầu dừa nhiên liệu nên trồng nhiều giá thấp diesel HVTH KS Ao Hùng Linh 56 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R   Sử dụng dầu dừa động ôtô Ảnh hưởng phụ gia: - Phụ gia chống ôi thiu - Phụ gia làm giảm độ nhớt - Phụ gia chống bọt HVTH KS Ao Hùng Linh 57 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R PHỤ LỤC A THIẾT KẾ BỘ PHẬN SẤY NÓNG VÀ KIỂM TRA LƯU LƯỢNG QUA LỌC Tính lƣu lƣợng nƣớc làm mát : Đối với hệ thống làm mát nước, trạng thái nhiệt ổn định, nhiệt độ từ động truyền cho nước làm mát coi gần nhiệt lượng đưa qua tản nhiệt truyền vào không khí, nhiệt lượng tản ống dẫn nước vào chiếm khoảng 23% nên bỏ qua 1.1 T ính nhiệt lƣợng làm mát Qlm tính theo công thức thực nghiệm sau: Qlm = q’lm * Ne (J/s) (1) q’lm: lượng nhiệt truyền cho nước làm mát ứng với đơn vị công suất đơn vị thời gian ( J/kW.s) Đối với động diesel theo q’lm : 1108 -1138 ( J/kW.s) Chọn q’lm = 1120 (J/kW.s) Ne: công suất có ích động Ne = HP = 4.416 kW Thay vào (1) ta có Qlm = q’lm * Ne = 4946 (J/s) 1.2 Lƣu lƣợng nƣớc làm mát : Qlm Glm  c n * t n cn: Nhiệt dung riêng nước làm mát (J/kg độ ) Đối với nước cn  4200J/kg.độ tn :Hiệu nhiệt độ nước vào tản nhiệt tn = 5,5  10oC Chọn tn = oC 4946 Glm  4200 * Glm = 0,147 kg/s 2.Lƣu lƣợng nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp GNL: Lưu lượng nhiên liệu cần thiết cung cấp cho động công suất cực đại G’NL = ge * Ne (kg/s) ge : suất tiêu hao nhiên liệu (kg/HP.s) lớn ge  290 g/HP.h = 0,0000805 kg/HP.s Ne: C ông súât c ó ích (HP) Ne = HP G’NL = 0,0000805 * = 0,483 *10-3 (kg/s) Nhiên liệu thực tế cung cấp cho bơm cao áp lớn lượng nhiên liệu cần cung cấp cho động ta chọn hệ số dự trữ k=1,5 GNL = G’NL * k = 1,5* 0,483 *10-3 = 0,7245 *10-3 (kg/s) HVTH KS Ao Hùng Linh 58 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R 3.Chiều dài ống dầu cần sấy nóng: Nước vào t’n , Glm t’’d Dầu Dầu vào t’d, GNL d D t’’n Nước -Nhiệt độ dầu vào : t’d = 30 oC -Nhiệt độ dầu ra: t’’d = 80 oC -Đường kính ống dẫn dầu: d1/d2 = 6/7 mm -Đường kính ống dẫn nước: D1/D2 = 26/34 mm -Nhiệt độ nước vào nhiệt độ nước làm mát: Chọn t’n = 85o C -Lưu lượng dầu: GNL = 0,7245 * 10-3 kg/s -Lưu lượng nước Glm = 0,147 kg/s 3.1 Nhiệt lƣợng nƣớc cung cấp cho dầu qua sấy nóng Q: Q = GNL * cpd * (t’’d - t’d) (kW) cpd : Nhiệt dung riêng dầu cpd =  2,5 kJ/kg độ Chọn cpd = 2,5 kJ/kg độ Q = 0,7245 * 10-3 * 2,5 * (80 - 30) Q = 0,09 kW 3.2 Độ chênh lệch nhiệt độ nƣớc vào thiết bị tn t n  Q Glm * c pn (0C) 0,09 0,147 * 4,2 t n  0,146 0C = HVTH KS Ao Hùng Linh 59 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R 3.3 Nhiệt độ nƣớc thiết bị t’’n: tn = t’n - t’’n t’’n = t’n - tn = 85 - 0,146 t’’n = 84,854 oC 3.4.Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit t1 t   t m ax  t m in  t  ln  m ax   t m in  55  4,854  55  ln    4,854   20,66 C 3.5 Kích thƣớc tính toán ống nƣớc Dtdn Dtd n  4S n Un (m) Sn :Diện tích mặt cắt ngang ống nước(m2) Sn    D12  d 22 Un - Chu vi ướt (m)  U n   * ( D1  d )  ( D12  d 22 ) Dtd n  * *  * ( D1  d ) Dtdn= D1- d2 =0,026-0,007=0,019 m HVTH KS Ao Hùng Linh 60 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R 3.6 Tiêu chuẩn Reynold :  * Dtd n Ren  n n n : Tốc độ trung bình nước (m/s) n  Glm n * Sn với  n : khối lượng riêng nước làm mát ,  n =1000kg/m3 0,147 n   0.275 m/s  2 1000 * * (0,027  0,007 ) Ren  0,275 * 0,019 0,346 *10 6 =15101 Ren > 2300 Vậy nước sấy chảy rối 3.7 Các thông số vật lý nƣớc 85 oC -Hệ số dẫn nhi ệt: n = 67,7 * 10-2 W/m đ ộ - Độ nhớt động học:  n = 0,346 * 10-6 m2/s -Hệ số dãn nở nhiệt: n = 6,64 * 10-4 1/ 0K - Tra bảng ta có tiêu chuẩn Prandtl nước 85 0C : Prn = 2,08 - Nhiệt độ trung bình vách lấy gần đúng: t t 55  85 tv  d n   70 0C 2 với tv = 70oC tra bảng ta có Prv = 2,55 3.8 Tiêu chuẩn Grashoff: Grn  g *  n * ( Dtd n ) * t n  n2 9,81* 6,64 *10 4 * (0,019) * 0,146 (0,346 *10 6 ) =54487  HVTH KS Ao Hùng Linh 61 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R 3.9 Tiêu chuẩn Nusselt : N un  0,021* ( Ren ) ,8 * ( Prn ) , 43 P *  rn  Prv    , 25 * 1 *  R - Đ ối v ới ống th ẳng R = -Đối với Re = * 104 ta có l 1,51 1,40 N un  0,021* (15101) ,8 1,27 * (2,08) 10 1,18 0, 43  2,08  *   2,55  L/Dtd 15 1,13 20 1,10 30 1,05 40 1,02 50 0, 25 * 1 *  R =60,26 *1 3.10 Hệ số toả nhiệt nƣớc n (W/m2 độ) n  n * N un Dtd n 67 ,7 * 10 2 * 68 ,1 *  0,019 =2426,5 * 1 n  3.11 Chiều dài sấy L Fn   * n * L  ( d1  d Q *L   n * (t n  t v Q (d  d ) * * (t n  t v ) L * 2426,5 *   0,11*103  * 6.5 *10 3 * (85  70) L * l = 0,148 Thay dần giá trị L, lập tỷ số L/Dtd tìm l cho thoả bảng Ta L  0,135 (m) Chọn L = 0,2 m Kiểm tra khả truyền nhiệt vách ống hình trụ: HVTH KS Ao Hùng Linh 62 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R Ống trụ làm đồng thau có hệ số dẫn nhiệt  = 100 W/m độ Nhiệt lượng truyền qua vách Qv  *  * L * (t n  t d ) d  * ln     d1  Qv  *  * 0,2 * (85  55 ) 7 * ln   100 6 Qv = 24443 W Qv = 24443 W >> Q = 110 W nên vách trụ đảm bảo khả truyền nhiệt Tính toán lọc thô: -Dầu dừa có độ nhớt 27,86 -Khối lượng riêng d = 924 kg/m3 -Độ nhớt động học  = 15  106 cSt -Diện tích thông qua lý thuyết lọc: F V1 * c * p (mm2) V1: lưu lượng dầu qua lọc (lít /phút) G 0.7245 *10 3 = 7,84*10-4 lít /s V1  NL  3 d 924 *10 = 0.047 lít/phút * : Độ nhớt động lực học dầu (poise)  =  * d  = 27,86 * 10-6 * 924  = 0,0257pa.s = 0,257 poise * P = Pd vào - Pd - Độ chênh lệch áp suất dầu vào (kg/cm2) P = 0,01 (kg/cm2) * c: Hệ số lưu thông theo số liệu thực nghiệm Đối với lọc giấy c = 0,015 0,047 * 0,257 F = 80,5 mm2 0,015 * 0,01 Diện tích thông qua thực tế lọc phải lớn lý thuyết nhiều lần, chọn hệ số dự trữ Flọc=161 mm2 HVTH KS Ao Hùng Linh 63 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R Kiểm tra lọc thô động : Tính ti ết diện thông qua lọc thô động Vinappro DS-60R Fthông qua = 6*30*2*40 Fthông qua = 14400 mm2 Fthông qua > 161 mm2 không cần gắn thêm lọc thiết kế lại lọc HVTH KS Ao Hùng Linh 64 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R PHỤ LỤC B CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HVTH KS Ao Hùng Linh 65 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R TÀI LIỆU THAM KHẢO Nam Anh “Giống Việt Nam: Dừa đặc ruột” VietNamNet.1/2/2004 2.Nguyễn Vương Chí “Nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu dùng cho động tàu sông công suất nhỏ”.Luận văn Thạc sĩ ĐHBK 10/2004 3.Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tóan động đốt trong” NXB giáo dục , 1995 4.Võ Văn Long “Dừa lai chứng tỏ ưu thế” Việt Nam Net 9/4/2004 Võ Văn Long “Chương trình gây giống dừa Việt nam” pp 3-5 http://www.ipgri.cgiar.org/publications/HTMLPublications/362/ch1.htm#TopOf Page Diệu Thúy “ Hàng trăm triệu USD đổ vào dầu thực vật” Việt Nam Net 7/5/2003 7.Nguyễn Thanh Tùng “Nghiên cứu tổng hợp Methyl Ester từ dầu dừa sử dụng làm nhiên liệu Luận văn Thạc sĩ ĐHBK 10/2002 Bùi Hải Thế Sơn, Trần Thế Sơn “Kỹ thuật nhiệt” NXB Khoa học kỹ thuật, 2002 Sản xuất thị trường Trang tin Trung tâm Tin học - Bộ Nông nghiệp PTNT 11/2-24/2/2005 Nông nghiệp - Nông thôn Việt Nam 10.TỔNG CỤC THỐNG KÊ www.gso.gov.vn/default 11.Thời báo kinh tế Sài gòn Trang tin điện tử - Bộ tài chánh Pha cồn vào xăng tiết kiệm hàng trăm triệu USD, 22/12/2004 12.Lê Minh Thanh “Cây dừa khả tăng thu nhập cho cộng đồng trồng dừa” pp1-9 www://http.vienkinhte.hochiminhcity.gov.vn/xemtin.asp?idcha=1806&cap=4&id=1 808 13.Michael Allen, “Straighter-than - straight vegetable oils as diesel fuel” 2002, pp 1-3 HVTH KS Ao Hùng Linh 66 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R 14.Thailan Energy Brief, THAILAN Energy and Natural Resources, 15.Ver Meer Sch G “Utilisation énergétique des huiles végétables et de leurs prouits de transésterification” BT MEA, N0 36,jun 1988 16 Pioch.D “Biofuels from catalytic cracking of tropical vegetable oil”Oleagineux, 1993, Vol 48, N0 10 17 Jon Van Gerpen “Business Management for Biodiesel Producers” Iowa State University Ames, Iowa August 2002–January 2004 18.“ 2004 Biodiesel handling and Use Guidelines” U.S Department of Energy www.biodiesel.org 19.Coconut in Arica http://www.ipgri.cgiar.org/publications/HTMLPublications/362/ch1.htm#TopOf Page 20 Knoth, G,Dunn, RO and Bagby , MO “The use of vegetable oils and their derivatives as alternative diesel fuel” ACS Symposium Series , 199,666,pp 172-208 21 Mary G Enig, Ph D., F A C.N “ Coconut: In Support of Good Health in the 21st Century” pp 3-6 www.coconutoil.com 22 Coconut, the soul Food of the tropics http//www.vegparadise.com/highestperhc58.html pp 3-4 23 In Vanuatu, a proving ground for coconut oil as an alternative fuel One country.Volume 15, Issue / April-June 2003 HVTH KS Ao Hùng Linh 67 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động diesel DS - 60R TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên Ao Hùng Linh Sinh ngày 10 tháng 12 năm 1974 Nơi sinh Phú Thọ Sài gòn Địa liên lạc 782/48 B Nguyễn Kiệm P3 Q.GV TP HCM Quá trình đào tạo: 1993 – 1998 Học đại học ngành Cơ khí động lực trường ĐHSPKT Thủ đức 2003 2005 Học Cao học ngành Khai thác bảo trì ôtô trường ĐHSPKT Thủ đức Quá trình công tác: 1998-1999 Giảng dạy trường Kỹ thuật nghiệp vụ & GTVT 1999-2005 Giảng dạy trường Cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng HVTH KS Ao Hùng Linh 68 [...]... 85-95 85-95 85-95 85-95 25 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R Hình 10 Đường đặc tính công suất của động cơ sử dụng nhiên liệu DO HVTH KS Ao Hùng Linh 26 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R 3 Xác định các thông số kiểm tra cơ bản của động cơ ứng với các mẫu dầu dừa diesel- tỷ lệ cồn pha với dầu dừa ở các chế độ chọn trƣớc: Ngày 4/6/2005...Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R 3 Giới hạn đề tài: Các vấn đề cần nghiên cứu:  Tính chất khi dùng làm nhiên liệu của dầu dừa  Các thông số sử dụng của động cơ khi sử dụng dầu dừa: công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, tiêu hao dầu bôi trơn, độ ô nhiễm không khí  Thời hạn lưu trữ  Tính kinh tế sử dụng làm nhiên liệu của dầu dừa Các vấn đề còn hạn... Như vậy nước ta có tiềm năng dừa rất lớn Việc chọn dầu dừa làm nhiên liệu là một lựa chọn chiến lược HVTH KS Ao Hùng Linh 13 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R CHƢƠNG II ĐÁNH GIÁ TÍNH NHIÊN LIỆU CỦA DẦU DỪA 1.Các chỉ tiêu nhiên liệu đối với dầu dừa tự nhiên trên thị trƣờng: Kết quả chọn mẫu dầu dừa và kiểm nghiệm (*) các chỉ tiêu nhiên liệu tôi có được bảng 12 Tên... tấn dầu + USA: 0,6 triệu tấn dầu HVTH KS Ao Hùng Linh 8 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R Giá dầu dừa trên thế giới thay đổi liên tục tùy vào nhu cầu của thị trường Tuy nhiên với tình hình nhiên liệu hóa thạch cạn dần cùng với dự án sử dụng dầu dừa làm nhiên liệu diesel sẽ đẩy giá dầu dừa lên cao Tại thời điểm cuối năm 2003, giá FOB (giá giao hàng tại cảng) của cơm... nước này đã sản xuất được diesel từ dầu dừa với giá 6 peso/lít trong khi các phụ gia nhiên liệu khác có giá cao hơn.[4] HVTH KS Ao Hùng Linh 11 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R 5.4 Ở Châu Phi: Ở Zanzibar, dầu dừa được cung cấp làm nhiên liệu cho động cơ diesel. Tuy nhiên do không có thế mạnh về kinh tế và khoa học kỹ thuật việc nghiên cứu dầu dừa ở châu Phi chưa được... sấy nóng dầu cọ.[13] Tuy nhiên cần phải sử dụng nhiên liệu diesel để khởi động lúc động cơ nguội, do vậy phải sử dụng 2 hệ thống nhiên liệu Nếu sử dụng cho động cơ diesel có dùng bình ắcqui thì có thể sấy nóng nhiên liệu lúc khởi động bằng điện trở Như vậy hệ thống cung cấp nhiên liệu đơn giản hơn 2.2 Phƣơng pháp pha lõang: Là giải pháp đơn giản để làm giảm độ nhớt Có thể sử dụng nhiên liệu diesel để... nghệ hóa dùng làm chất tẩy rửa cation, anion, các chất thấm ướt, chất tạo nhủ, … Các sản phẩm quan trọng như xà bông, diethanol amid (DEA) - Chất họat điện trong chăn nuôi -Là nguyên liệu để tổng hợp methyl ester ( biodiesel) HVTH KS Ao Hùng Linh 10 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R 5 Tổng quan về tình hình sử dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel ở các... được quan hệ biến thiên của độ nhớt dầu dừa và nhiệt độ Hình 7 Quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ của dầu dừa HVTH KS Ao Hùng Linh 15 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R Nhiệt độ nhiên liệu ở sau bơm cao áp khi động cơ làm việc ở chế độ ổn định thay đổi trong khoảng 35-450C Để đạt được độ nhớt của nhiên liệu diesel cần tăng nhiệt độ của dầu thực vật lên 800C Tăng nhiệt... dừa khô đạt 1.691kg/ha/năm [4] f Ứng dụng của cây dừa: Cây dừa có nhiều ứng dụng Có thể tận dụng mọi bộ phận trong cây Chủ yếu người ta khai thác trái dừa vì nó là sản phẩm quan trọng nhất của cây HVTH KS Ao Hùng Linh 7 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R  Nước dừa: dùng để giải khát, dùng làm nguyên liệu để nấu ăn Trong y khoa nước dừa dùng để truyền tĩnh mạch, trị... Hùng Linh 23 Nghiên cứu ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS - 60R Nước vào t’n , Glm t’’d Dầu ra Dầu vào t’d, GNL d D t’’n Nước ra A-A TL 2:1 Hình 9 Nguyên lý kết cấu bộ sấy nóng dầu dừa bằng nước làm mát của động cơ Sau khi tính toán có được kích thước bộ sấy nóng nhiên liệu gồm ống đồng đường kính d1/d2=6/7 mm nối với ống nhiên liệu Ống này đặt trong ống nước làm mát dài 20 mm đường