Nghiên cứu, đánh giá khả năng sử dụng Biodiesel có nguồn gốc từ dầu hạt cao su cho động cơ tĩnh tại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Header Page of 145 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BIODIESEL CÓ NGUỒN GỐC TỪ DẦU HẠT CAO SU CHO ĐỘNG CƠ TĨNH TẠI Mã số: Đ2015-02- 113 BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BIODIESEL CÓ NGUỒN GỐC TỪ DẦU HẠT CAO SU CHO ĐỘNG CƠ TĨNH TẠI Mã số: Đ2015-02- 113 Xác nhận quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Dương Việt Dũng Đà Nẵng, 9/2016 Footer Page of 145.-i- (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Đà Nẵng, 9/2016 -ii- ThS Võ Anh Vũ Header Page of 145 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NGHIÊN CỨU VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP I CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Họ tên: PGS.TS Dương Việt Dũng Đơn vị công tác:Khoa Cơ khí Giao thông-Trường Đại học Bách Khoa II NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TS Nguyễn Thanh Xuân Thị Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Khoa Hóa ThS Nguyễn Quang Trung Khoa Cơ khí Giao thông Nghiên cứu tổng quan ThS Huỳnh Tấn Tiến Phòng HCN&HTQT Nghiên cứu lý thuyết TT Họ tên Footer Page of 145.-i- Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Qui trình chiết suất biodiessel Nguyễn Mạnh Cường Trung UD lượng tâm thay Nghiên cứu thực nghiệm Trường Đại học Sư phạm Hưng Yên Nghiên cứu thực nghiệm II ĐƠN VỊ PHỐI HỢP -ii- Header Page ofMỤC 145 LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT V DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VI THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VII INFORMATION ON RESEARCH RESULTS X MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CHẤT CỦA NHIÊN LIỆU BIODIESEL 1.1.1 Giới thiệu chung Bodiesel 1.1.2 Thành phần hóa học tính chất ly hóa 1.1.3 Tính chất hạt cao su 1.2 KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG BIODIESSEL TỪ HẠT CAO SU CHƯƠNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN BIODIESEL TỪ HẠT CAO SU 2.1 QUY TRÌNH THU NHẬN DẦU THÔ 2.2.1 Sơ đồ khối 2.2.2 Các trình thực 2.2.3 Phương pháp chiết Soxhlet 2.2.4 Phương pháp làm dầu QUÁ TRÌNH TẠO BIODIESEL TỪ DẦU THÔ HẠT CAO SU 2.3.1 Sơ đồ quy trình 2.3.2 Các trình thực 10 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 11 3.1.1 Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm băng thử Froude 11 3.1.2 Động Vikyno EV2600 11 3.1.3 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 733 11 3.1.4 Phần mềm Labview 12 -iiiFooter Page of 145 3.2 QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ FROUNDE 12 3.2.1 Trình tự thực nghiệm 12 3.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 12 3.3.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ động với nhiên liệu diesel truyền thống 12 3.3.2 Xây dựng đường đặc tính tốc độ động với nhiên liệu biodiesel B10 14 3.3.3 Xây dựng đường đặc tính tốc độ động với nhiên liệu biodiesel B15 16 3.3.4 Xây dựng đường đặc tính tốc độ động với nhiên liệu biodiesel B20 18 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 20 4.1 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ KHI SỬ DỤNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU DIESEL TRỘN VỚI BIODIESEL VỚI TỈ LỆ 10%, 15%, 20% 20 4.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ KHI SỬ DỤNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU DIESEL TRỘN BIODIESEL VỚI TỈ LỆ 10%, 15%, 20% 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26 -iv- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Header Page of 145 Ký hiệu Diễn giải Đơn vị DO Nhiên liệu diesel B10 Nhiên liệu biodiesel-diesel chứa 10% thể tích biodiesel B15 Nhiên liệu biodiesel-diesel chứa 15% thể tích biodiesel B20 Nhiên liệu biodiesel-diesel chứa 20% thể tích biodiesel B25 Nhiên liệu biodiesel-diesel chứa 25% thể tích biodiesel B30 Nhiên liệu biodiesel-diesel chứa 30% thể tích biodiesel ASTM Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Hoa Kỳ Footer Page of 145.-v- DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ Hình Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm băng thử Froude 11 Hình 3 Đồ thị đặc tính tốc độ động 30% 13 Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 50% 13 Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động - 70% 13 Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 90% 14 Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 30% 14 Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 50% 15 Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 70% 15 Hình 10 Đồ thị đặc tính tốc độ động 90% 16 Hình 11 Đồ thị đặc tính tốc độ động 30% 16 Hình 12 Đồ thị đặc tính tốc độ động 50% 17 Hình 13 Đồ thị đặc tính tốc độ động 70% 17 Hình Đồ thị công suất B10, B15, B20 DO 30 20 Hình Đồ thị mômen B10, B15, B20 DO 30 20 Hình Đồ thị công suất B10, B15, B20 DO 50 21 Hình 4 Đồ thị mô men B10, B15, B20 DO 50 21 Hình Đồ thị công suất B10, B15, B20 DO 70 22 Hình Đồ thị mô men B10, B15, B20 DO 70 22 Hình Đồ thị công suất B10, B15, B20 DO 90 23 Hình Đồ thị mô men B10, B15, B20 DO 90 23 Hình 10 Đồ thị tiêu hao nhiên liệu động 30 24 Hình 12 Đồ thị tiêu hao nhiên liệu động 50 24 -vi- THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Header Page of 145 Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu, đánh giá khả sử dụng biodiesel có nguồn gốc từ dầu hạt cao su cho động tĩnh - Mã số: Đ2015-02-13 - Chủ nhiệm: Dương Việt Dũng - Thành viên tham gia: Nguyễn Thị Thanh Xuân Nguyễn Quang Trung Huỳnh Tấn Tiến Võ Anh Vũ Nguyễn Mạnh Cường - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng - Thời gian thực hiện: Từ 01 tháng 10 năm 2015 đến 30 tháng năm 2016 Mục tiêu: - Xây dựng quy trình tinh chế dầu hạt cao su thành nhiên liệu sinh học biodiesel; - Nghiên cứu đánh giá khả sử dụng dầu từ hạt cao su làm nhiên liệu (biodiesel) cho động diesel Tính sáng tạo: - Bổ sung thêm nguồn nhiên liệu sinh học cho động diesel nhằm thực chiến lược phát triển nhiên liệu sinh học phủ -viiFooter Page of 145 - Tăng giá trị sử dụng cho cao su loại công nghiệp phổ biến nước ta với sản lượng mũ cao su tăng nhanh từ 220 ngàn năm 1996 đến tăng 1,043 triệu Tóm tắt kết nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu nhóm thành công việc chiết suất este hóa dầu từ hạt cao su thành Biodiesel, có khã năng sử dụng thực tế với suất tương đối cao với 100kg hạt thô thu 15kg Biodiesel có đánh giá sơ nhiên liệu Diesel nhiện liệu B10 đặc tính kỹ thuật động Bên cạnh nhóm nghiên cứu thiết kế chế tạo thay đổi góc phun động sử dụng thí nghiệm Tên sản phẩm: - Quy trình sản xuất Biodiesel từ hạt Cao Su - Đặc tính động diesel sử dụng biodiesel (B10-B30) - 01 Bài báo đăng tạp chí nước Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Hiệu quả: - Nguồn tư liệu phục vụ trình đào tạo cho sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh thuộc chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí Động lực; - Tạo nguồn nhiên liệu với giá thành rẻ; - Nâng cao tính kinh tế cho việc trồng cao su; -viii- - Góp phần giải vấn đề an ninh lượng Header Page of 145 bảo vệ môi trường Phương thức chuyển giao: - Quy trình công nghệ chế biến dầu từ hạt cao su chuyển giao cho Tập đoàn cao su Việt Nam Hình ảnh, sơ đồ minh họa Ngày 15 tháng năm 2016 Cơ quan Chủ trì Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) Footer Page of 145.-ix- INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: Research, evaluation for ability to use the biodiesel is origin from the oil of rubber seed for stationary engine Code number: D2015-02-137 Project Leader: Duong Viet Dung Coordinator: Nguyen Thi Thanh Xuan Nguyen Quang Trung Huynh Tan Tien Vo Anh Vu Nguyen Manh Cuong Implementing institution: University of Science and Technology-The University of Danang Duration: From October 1st, 2015 to September 30th, 2016 Objective(s): - Build the processing to refine the rubber seed oil into biodiesel - Assess the ability to use the rubber seed oil as the fuel (biodiesel) for diesel engine Creativeness and innovativeness: - Adding the biofuel source for diesel engine with target to the strategic to develop the biofuel of Vietnam Government -x- - Improve the used value for rubber tree, which is popular Header Page of 145 industry tree in Vietnam With the rubber caps output is increased from 220 thousand tons in 1996 to 1,043 million tons in current Research results: The project research to use the mixture of rubber seed oil and diesel oil for Vikyno EV2600-NB engine Our research processing has succeeded in extraction and esterified for the rubber seed oil into biodiesel, able to use in practice with high productivity, from 100kg of coarse particles collect 15kg of biodiesel Addition, we have some preliminary evaluation between diesel and B10 for about specification of engine Besides, we have been research, design, and manufacturing the injection angle controller of engine to use in experiment Products: - Biodiesel production processing from seed rubber - Feature of diesel engine when it uses Biodiesel (B10B30) - 01 Articles is published in the country Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:  Effecitve: Footer Page of 145.-xi- - The data source to serve training processing for the ungraduate student, graduate student in field of Internal Combustion Engine - Create the fuel with the cheap cost - Enhance the economic for the rubber plantations - Contribute to solve the problem of the energy security and the environment protection  Method of delivery: Technology processing to make the oil from rubber seeds is transferred to the Rubber Vietnam Group -xii- Header Page ofMỞ 145.ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT Trong bối cảnh nguồn nguyên liệu hạt cao su có sẵn, với khả cung ứng lớn từ diện tích trồng cao su rộng khắp nước kết hợp với giá thành đầu vào nguồn nguyên liệu hạt cao su thấp việc sản xuất ứng dụng biodieesel từ hạt cao su bổ sung thêm nguồn nhiên liệu sinh học cho động diesel nhằm thực chiến lược phát triển nhiên liệu sinh học phủ MỤC TIÊU Xây dựng quy trình tinh chế dầu hạt cao su thành nhiên liệu sinh học biodiesel; Nghiên cứu đánh giá khả sử dụng dầu từ hạt cao su làm nhiên liệu (biodiesel) cho động diesel ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI - Động diesel sử dụng nhiên liệu Biodiesel từ hạt cao su - Nghiên cứu tổng hợp dầu từ hạt cao su đánh giá khả sử dụng Biodiesel B15 đến B30 động diesel có buồng cháy thống NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Tổng quan tình hình nghiên cứu nhiên liệu biodiesel Nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu thực nghiệm Phân tích kết thực nghiệm Footer Page of 145.-1- Chương NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ KHẢ SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG DẦU BIODIESEL TỪ HẠT CAO SU 1.1 TÍNH CHẤT CỦA NHIÊN LIỆU BIODIESEL 1.1.1 Giới thiệu chung Bodiesel 1.1.1.1 Nguyên liệu sản xuất Biodiesel Nguyên liệu sản xuất biodiesel chủ yếu từ dầu mỡ động thực vật dầu qua sử dụng Hiện việc tranh cãi cân an ninh lương thực an ninh lượng dẫn đến việc sử dụng nguồn dầu thực vật không dùng thực phẩm nguồn dầu thực vật không dùng thực phẩm nguồn dầu mỡ phế thải làm nguyên liệu để sản xuất biodiesel 1.1.1.2 Sản xuất biodiesel theo phương pháp trao đổi este Cơ sở hóa học: R1 COO CH2 R1 COOR R2 COO CH+ 3ROH R2 COOR R3 COO CH2 R3 COOR Triglyxerit Diglyxerit Monoglyxerit + + + CH2 OH + CH OH CH2 OH ROH  diglyxerit + R1COOR ROH  monoglyxerit + R2COOR ROH  glyxerin + R3COOR 1.1.1.3 Ưu nhược điểm việc sử dụng Biodiesel Giảm lượng phát thải khí CO2,CO, SOx , HC chưa cháy, bồ -2- hóng giảm đáng kể nên có lợi lớn đến môi trường Header Page of 145 sức khỏe người Không chứa HC thơm nên không gây ung thư Biodiesel có nhiệt độ đông đặc cao diesel gây khó khăn cho nước có nhiệt độ thấp vào mùa đông Tuy nhiên nước nhiệt đới, Việt Nam chẳng hạn không đáng kể 1.1.2 Thành phần hóa học tính chất ly hóa 1.1.2.1 Thành phần hoá học 1.1.2.2 Tính chất vật lý 1.1.3 Tính chất hạt cao su Thành phần dầu cao su thu được: chứa 90% gốc axit có mạch C18 phân tử lượng khoảng 870 ± 10 (Kg/m3); số iốt 130 ± gam iốt/100g; số xà phòng 185 ± mg KOH/g; axit béo bảo hoà (gồm axit palmitic Stearic) axit béo không bảo hoà (gồm axit oleic, linoleic linolenic) 1.2 KHẢ NĂNG SẢN XUẤT BIODIESSEL TỪ HẠT CAO SU VÀ ỨNG DỤNG Hiện dầu hạt cao su sản xuất công nghiệp khu công nghiệp Biên Hòa, Đồng Nai Bên cạnh tất hóa chất sử dụng trình sản xuất hóa chất tinh khiết thương mại Footer Page of 145.-3- Chương QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN Qui trình chế biến hạt cao su nhằm tách chất béo nhân hạt cao su với hiệu suất cao hạn chế tạp chất, cặn nước 2.1 QUY TRÌNH THU NHẬN DẦU THÔ 2.2.1 Sơ đồ khối Hình Sơ đồ khối quy trình thu nhận dầu thô 2.2.2 Các trình thực 2.2.2.1 Quá trình thu nhặt cao su phân loại hạt -4- Quả cao su thuộc loại nang, có lớp vỏ dày cứng, bên Header Page 10 of 145 có chứa hạt cao su, có thời điểm thu hoạch vào tháng 8-9 tháng 2-3 Hình 2 Quả hạt cao su 2.2.2.2 Tách vỏ Tách nhân khỏi vỏ, giúp cho trình ép thực dễ dàng Việc loại bỏ mảnh vỏ sót nhân hạt làm tăng suất làm việc thiết bị, chống mòn phận làm việc máy Hơn nữa, vỏ hạt cao su dầu, vỏ lại nhiều hấp thụ dầu, giảm hiệu suất trình ép Ngoài ra, việc tách vỏ hạt giúp giảm thời gian lọc lượng cặn dầu 2.2.2.3 Nghiền Hạt nghiền thủ công làm mịn, sau sàng qua thiết bị sàng với đường kính lỗ 2mm 2.2.2.4 Chưng sấy Các giai đoạn trình chưng sấy: Sau đun nước sôi ta cho mẫu hạt chuẩn bị sẵn vào nồi hấp với thời gian khác 20 phút, 40 phút, 60 phút , 70 phút 80 phút làm ẩm bột lúc đun nóng để nước phân phối bột Lúc này, lực liên -5Footer Page 10 of 145 kết dầu bề mặt giảm, sau làm ẩm độ ẩm bột đạt khoảng 25-27% Trong trình chưng sấy có tượng tự xông hơi: nước từ lớp bột phía tạo thành bốc lên lớp bột phía nồi chưng sấy, bột chưng sấy đồng kích thước, nhiệt độ độ ẩm Đồng thời phá vỡ thêm cấu trúc tế bào chứa dầu, góp phần làm tăng hiệu suất tách dầu từ bột ép 2.2.2.5 Quá trình ép a Thiết bị: Dùng ép trục piston dẫn động cấu trục ren-đai ốc, trục ren gắn với tay quay piston, đai ốc gắn chặt với xilanh Kết mẫu dầu thô thu sau ép : Hình 2.3 Mẫu với thời gian ép 40 phút sau 24h,48h,72(từ trái qua phải) -6- Header Page 11 of 145 Hình 2.4 Mẫu với thời gian ép 60 phút sau 24h,48h,72(từ trái qua phải) Hình 2.5 Mẫu với thời gian ép 70 phút sau 24h,48h,72(từ trái qua phải) Hình 2.6 Mẫu với thời gian ép 80 phút sau 24h,48h,72(từ trái qua phải) -7Footer Page 11 of 145 Hình 2.7 Kết mẫu với thời gian hấp khác 2.2.2.6 Quá trình trích ly Các giai đoạn trình trích ly: Ban đầu, dung môi thấm ướt bề mặt nguyên liệu, sau thấm sâu vào bên nguyên liệu, tạo mixen, đẩy bọc không khí khe vách tế bào ngoài, mixen chiếm đầy khe vách trống thực hoà tan dầu lớp bề mặt 2.2.3 Phương pháp chiết Soxhlet Chiết soxhlet trình chiết hồi lưu dung môi hữu ether ethylic, hexan, aceton, dichlormethane… Soxhlet dựa nguyên tắc hóa dung môi, theo ống dẫn lên gặp hệ thống làm lạnh ngưng tụ xuống trụ chiết , hòa tan chất (tan dung môi không phân cực) sắc tố, vitamin nhóm A, D, E, K, Q, lipid… sau có ống dẫn bên thành trụ chiết hình chữ U hoạt động theo nguyên tắc chênh lệch áp suất để bình cầu mực -8- trụ vượt mức Vậy nên cách chiết lipid Header Page 12 of 145 thô, chưa tinh khiết 2.2.3.4 Phương pháp tiến hành 2.2.4 Phương pháp làm dầu Dầu cao su thu sau ép có màu vàng cam đục lẫn cặn bẩn trình ép số tạp chất có tính keo hòa tan dầu như: sáp phospholipid, protein… Nên từ ta phải thực phương pháp phù hợp nhằm loại bỏ tạp chất khỏi dầu 2.3 QUÁ TRÌNH TẠO BIODIESEL TỪ DẦU THÔ HẠT CAO SU 2.3.1 Sơ đồ quy trình 2.3.2 Các trình thực 2.3.2.1 Phản ứng giai đoạn 2.3.2.2 Phản ứng giai đoạn 2.3.2.3 Các sản phẩm sau trình nghiền cứa Sau điều chế Biodiesel ta tiến hành pha, để có mẩu B10 xem xét màu sắc pha sau tuần pha từ đánh giá sơ khã hòa tan lắng tách B10 Hình Các mẩu Biodiesel thu trình làm thí nghiệm Hình 10 Diesel (trái) B10 (phải) sau pha khuấy Hình Sơ đồ quy trình điều chế biodiesel -9Footer Page 12 of 145 Ta thấy B10 có màu vàng đậm nhiều so với Diesel có mầu gần với Biodiesel, cho ta thấy hòa trộn Biodiesel Diesel tương đối tốt, từ làm cho trính sữ dụng nhiên liệu hiệu -10- 300 200 150 100 1200 50 1400 1600 1800 n (vòng/phút) 2000 3.1.3 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 733 -11Footer Page 13 of 145 P[kW]-DO-30% 250 -12- 2200 ge (g/kW.h) Hình Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm băng thử Froude Để tăng tính động thuận tiện việc thí nghiệm, băng thử FROUDE động Vikyno EV2600 lắp đặt khung đế thép chữ U loại 100x160, băng thử đặt riêng giá, động lắp đặt trụ tăng đơ, trụ thay đổi độ cao thay đổi độ dịch dọc ngang nhằm lắp động có kích thước khác Đồng thời thiết bị đo lường, cảm biến lắp đặt kết nối với băng thử, động để truy xuất liệu máy tính 3.1.2 Động Vikyno EV2600 a Thiết bị cấp đo tiêu hao nhiên liệu 733S (AVL Fuel Balance) 3.1.4 Phần mềm Labview 3.2 QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ FROUNDE 3.2.1 Trình tự thực nghiệm Quy trình thực nghiệm dựa nội dung, mục tiêu yêu cầu đề tài Trong đề tài này, tác giả thực nghiệm đo đạc tiêu đánh giá tính kinh tế kỹ thuật động sử dụng loại hỗn hợp B10, B15, B20, B25 B30 3.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Dựa vào bước quy trình thực nghiệm, tiến hành chạy thử nghiệm giai đoạn đo thông số theo mục tiêu đề tài Dưới liệt kê thông số trình chạy thực nghiệm 3.3.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ động với nhiên liệu diesel truyền thống P (kW) Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Header Page 13 of 145 3.1 GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 3.1.1 Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm băng thử Froude ge[g/kW.h]-DO30% Poly (P[kW]DO-30%) Poly (ge[g/kW.h]DO-30%) Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 30% vị trí Header Page 14 of 145 sử dụng nhiên liệu Diesel 20.00 300.00 18.00 250.00 16.00 250 200 150 100 50 1400 1600 1800 n (vòng/phút) P[kW]DO70% 250 0.00 1200.00 100 50 1200 1400 1600 1800 n (vòng/phút) 2000 2200 ge[g/k W.h]DO70% Poly (P[kW] -DO70%) Poly (ge[g/k W.h]DO70%) Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động - 70% vị trí - nhiên liệu Diesel -13Footer Page 14 of 145 Poly (P[kW]DO-90%) 50.00 1400.00 1600.00 1800.00 2000.00 Poly (ge[g/kW.h]DO-90%) 0.00 2200.00 Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 90% vị trí sử dụng nhiên liệu Diesel 3.3.2 Xây dựng đường đặc tính tốc độ động với nhiên liệu biodiesel B10 P (kW) P (kW) 150 ge (g/kW.h) 200 100.00 4.00 12 10 ge[g/kW.h]DO-90% Poly (ge[g/kW.h]DO-50%) 300 14 P[kW]-DO90% 2.00 Poly (P[kW]DO-50%) Hình 3 Đồ thị đặc tính tốc độ động 50% vị trí sử dụng nhiên liệu Diesel 16 150.00 8.00 6.00 ge[g/kW.h]DO-50% 2200 2000 10.00 400 350 300 250 200 150 100 50 1200 1400 1600 1800 2000 P[kW]-Bio1030% ge (g/kW.h) 1200 P[kW]-DO50% 200.00 12.00 ge (g/kW.h) 10 ge (g/kW.h) 300 P (kW) 12 P (kW) 14.00 ge[g/kW.h]Bio10-30% Poly (P[kW]Bio10-30%) Poly (ge[g/kW.h]Bio10-30%) 2200 n (vòng/phút) Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 30% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio10% -14- 150 100 50 1400 1600 1800 2000 2200 n (vòng/phút) ge[g/kW.h ]-Bio1050% 18 300 P[kW]Bio1070% 16 250 14 200 10 150 100 50 1200 1400 1600 1800 2000 2200 ge (g/kW.h) P (kW) 12 ge[g/kW h]Bio1070% n (vòng/phút) Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 70% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio10% 300 10 280 260 240 220 1200 P[kW]-Bio10-90% 320 12 1400 1600 1800 200 2200 2000 ge[g/kW.h]-Bio1090% n (vòng/phút) Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 90% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio10% 3.3.3 Xây dựng đường đặc tính tốc độ động với nhiên liệu biodiesel B15 10 360 340 P[kW]Bio15-30% Poly (P[kW]Bio1070%) Poly (ge[g/k W.h]Bio1070%) 340 14 Poly (P[kW]Bio1050%) Poly (ge[g/kW h]-Bio1050%) Hình Đồ thị đặc tính tốc độ động 50% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio10% 360 18 ge (g/kW.h) 20 16 P (kW) 200 ge (g/kW.h) Ne (kW) 10 1200 P[kW]Bio1050% 250 320 300 280 260 240 220 1200 1400 1600 1800 2000 n (vòng/phút) 200 2200 ge (g/kW.h) 300 P (kW) 14 Header Page 15 of 145 12 ge[g/kW.h] -Bio1530% Poly (P[kW]Bio1530%) Poly (ge[g/kW.h ]-Bio1530%) Hình 10 Đồ thị đặc tính tốc độ động 30% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio15% -15Footer Page 15 of 145 -16- 20 P[kW]Bio1550% P (kW) 250 200 150 100 50 1200 1400 1600 1800 2000 2200 ge (g/kW.h) 300 n (vòng/phút) Hình 11 Đồ thị đặc tính tốc độ động 50% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio15% 14 10 230 225 1400 1600 1800 n (vòng/phút) 2000 10 280 270 100 P (kW) ge (g/kW.h) 150 1400 1600 1800 2000 2200 250 240 230 220 210 50 ge[g/kW.h]-Bio1570% 1200 P[kW]-Bio2030% 260 P[kW]-Bio15-70% 215 2200 Hình 13 Đồ thị đặc tính tốc độ động 90% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio15% 3.3.4 Xây dựng đường đặc tính tốc độ động với nhiên liệu biodiesel B20 250 200 P[kW]-Bio1590% ge[g/kW.h]Bio15-90% 220 1200 10 P (kW) 235 300 12 1200 240 15 ge[g/kW h]-Bio1550% Poly (P[kW]Bio1550%) Poly (ge[g/kW h]-Bio1550%) 245 1400 1600 1800 2000 ge (g/kW.h) 350 ge (g/kW.h) 400 P (kW) 12 Header Page 16 of 145 10 ge[g/kW.h]Bio20-30% Poly (P[kW]Bio20-30%) Poly (ge[g/kW.h]Bio20-30%) 200 2200 n (vòng/phút) n (vòng/phút) Hình 12 Đồ thị đặc tính tốc độ động 70% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio15% -17Footer Page 16 of 145 Hình 14 Đồ thị đặc tính tốc độ động 30% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio20% -18- 300 10 250 200 150 100 1200 50 1400 1600 1800 2000 2200 P[kW]-Bio2050% ge[g/kW.h]Bio20-50% 4.1 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ KHI SỬ DỤNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU DIESEL TRỘN VỚI BIODIESEL Poly (P[kW]Bio20-50%) Poly (ge[g/kW.h]Bio20-50%) n (vòng/phút) P[Kw]DO30% P[Kw]Bio1030% P (kW) P (kW) CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ge (g/kW.h) 12 Header Page 17 of 145 P[Kw]Bio1530% Hình 15 Đồ thị đặc tính tốc độ động 50% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio20% 150 100 50 1400 1600 1800 2000 2200 ge (g/kW.h) 2000 2200 40 200 10 1600 1800 n (vòng/phút) Hình Đồ thị công suất B10, B15, B20 DO 30% tải 250 12 P (kW) 1400 300 14 1200 1200 P[kW]Bio20-70% ge[g/kW.h]Bio20-70% Poly (P[kW]Bio20-70%) Poly (ge[g/kW.h] -Bio2070%) n (vòng/phút) Me[N.m]DO-30% 35 30 Me (Nm) 16 Me[N.m]Bio10-30% 25 20 Me[N.m]Bio15-30% 15 10 1200 1400 1600 1800 2000 2200 n (vòng/phút) Hình 16 Đồ thị đặc tính tốc độ động 70% vị trí sử dụng nhiên liệu Bio20% -19Footer Page 17 of 145 Hình Đồ thị mômen B10, B15, B20 DO 30% tải -20- 12 18 P[Kw]-DO50% Header Page 18 of 145 10 14 P[Kw]Bio10-50% P (kW) P (kW) P[Kw]Bio15-50% 10 P[Kw]Bio1570% P[Kw]Bio20-50% 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 1400 1600 1800 2000 n (vòng/phút) 2200 n (vòng/phút) Hình Đồ thị công suất B10, B15, B20 DO 50% tải 60 90 Me[N m]DO50% 55 50 45 Me[N m]Bio1050% 40 35 80 Me[N.m]DO-70% 70 Me[N.m]Bio10-70% 60 Me[N.m]Bio15-70% 50 40 Me[N m]Bio1550% 30 25 20 1200 Hình Đồ thị công suất B10, B15, B20 DO 70% tải Me (Nm) 1200 Me (Nm) P[Kw]Bio1070% 12 P[Kw]DO-70% 16 11 1400 1600 1800 2000 2200 30 20 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 n (vòng/phút) n (vòng/phút) Hình 4 Đồ thị mô men B10, B15, B20 DO 50% tải -21Footer Page 18 of 145 Hình Đồ thị mô men B10, B15, B20 DO 70% tải -22- 20 350 18 Header Page 19 of 145 P[Kw]DO-90% 14 P[Kw]Bio1090% 12 10 P[Kw]Bio1590% 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 P[Kw]Bio2090% 300 ge (g/kWh) P (kW) 16 ge[g/Kw.h]-DO30% ge[g/Kw.h]-Bio1030% ge[g/Kw.h]-Bio1530% ge[g/Kw.h]-Bio2030% Poly (ge[g/Kw.h]DO-30%) Poly (ge[g/Kw.h]Bio10-30%) 250 200 150 n (vòng/phút) Hình Đồ thị công suất B10, B15, B20 DO 90% tải 90 Me[N.m]DO-90% 80 Hình Đồ thị tiêu hao nhiên liệu động 30% vị trí 60 Me[N.m]Bio15-90% 50 Me[N.m]Bio20-90% ge (g/kWh) Me (Nm) n (vòng/phút) Me[N.m]Bio10-90% 70 40 30 20 1200 100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 1400 1600 1800 2000 2200 350 ge[g/Kw.h]-DO50% 300 ge[g/Kw.h]Bio10-50% 250 ge[g/Kw.h]Bio15-50% 200 ge[g/Kw.h]Bio20-50% 150 n (vòng/phút) Hình Đồ thị mô men B10, B15, B20 DO 90% tải 4.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ KHI SỬ DỤNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU DIESEL TRỘN BIODIESEL VỚI TỈ LỆ 10%, 15%, 20% -23Footer Page 19 of 145 100 1200 1400 1600 1800 n (vòng/phút) 2000 2200 Linear (ge[g/Kw.h]DO-50%) Poly (ge[g/Kw.h]DO-50%) Poly (ge[g/Kw.h]Bio10-50%) Hình 10 Đồ thị tiêu hao nhiên liệu động 50% vị trí -24- 350 Header Page 20 of 145 ge[g/Kw.h]-DO70% 300 ge (g/kWh) ge[g/Kw.h]Bio10-70% 250 ge[g/Kw.h]Bio15-70% 200 ge[g/Kw.h]Bio20-70% 150 100 1200 1400 1600 1800 2000 2200 n (vòng/phút) Poly (ge[g/Kw.h]-DO70%) Poly (ge[g/Kw.h]Bio10-70%) Hình 11 Đồ thị tiêu hao nhiên liệu động 70% vị trí 350 ge[g/Kw.h]DO-90% ge (g/kWh) 300 ge[g/Kw.h]Bio10-90% 250 200 ge[g/Kw.h]Bio15-90% 150 100 1200 ge[g/Kw.h]Bio20-90% 1400 1600 1800 n (vòng/phút) 2000 2200 Hình 12 Đồ thị tiêu hao nhiên liệu động 90% vị trí -25Footer Page 20 of 145 KẾT LUẬN Động sử dụng hỗn hợp biodiesel – diesel hỗn hợp có tỉ lệ 20% thể tích pha biodiesel làm từ hạt cao su tối ưu hầu hết chế độ tải Công suất sử dụng hỗn hợp biodiesel-diesel tăng giảm tùy thuộc vào dải tốc độ: - Ở chế độ 30%, 50%, 70% tải công suất có xu hướng tăng B20 từ dải tốc độ 1600rpm đến 2200rpm so với DO - Ở chế độ 90% tải có công suất B10 cao DO dải tốc độ từ 1500rpm đến 1800rpm * Về kinh tế: - Ở chế độ 30% vị trí điều khiển răng, động sử dụng nhiên liệu B20 có lượng tiêu hao nhiệt lượng nhiên liệu thấp DO dải tốc độ từ 1500rpm đến 2200rpm - Ở chế độ 50% vị trí răng, động sử dụng nhiên liệu B15 có lượng tiêu hao nhiệt lượng nhiên liệu thấp DO dải tốc độ từ 1200rpm đến 1800 rpm, dải tốc độ từ 1800rpm đến 2200rpm động sử dụng nhiên liệu B10 B20 có lượng tiêu hao nhiệt lượng nhiên liệu thấp DO - Ở chế độ 70% vị trí răng, động cơ sử dụng nhiên liệu B15 có lượng tiêu hao nhiệt lượng nhiên liệu thấp DO dải tốc độ từ 1200rpm đến 1400 rpm - Ở chế độ 90% vị trí động cơ sử dụng nhiên liệu B15 có lượng tiêu hao nhiệt lượng nhiên liệu gần với DO dải tốc độ từ 1200rpm đến 2200rpm -26- ... biodiesel; Nghiên cứu đánh giá khả sử dụng dầu từ hạt cao su làm nhiên liệu (biodiesel) cho động diesel ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI - Động diesel sử dụng nhiên liệu Biodiesel từ hạt cao su - Nghiên cứu... liệu sinh học biodiesel; - Nghiên cứu đánh giá khả sử dụng dầu từ hạt cao su làm nhiên liệu (biodiesel) cho động diesel Tính sáng tạo: - Bổ sung thêm nguồn nhiên liệu sinh học cho động diesel... nghiên cứu nhóm thành công việc chiết su t este hóa dầu từ hạt cao su thành Biodiesel, có khã năng sử dụng thực tế với su t tương đối cao với 100kg hạt thô thu 15kg Biodiesel có đánh giá sơ nhiên liệu