Nghiên cứu ảnh hưởng của tổng hợp nhiên liệu diesel pha dầu dừa tới đặc tính làm việc của động cơ diesel

B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI -HONG MINH THO NGHIấN CU NH HNG CA HN HP NHIấN LIU DIESEL PHA DU DA TI C TNH LM VIC CA NG C DIESEL Chuyờn ngnh: K thut C khớ ng lc LUN VN THC S K THUT K THUT C KH NG LC NGI HNG DN KHOA HC: TS TRN TH THU HNG H NI- NM 2014 LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l ti nghiờn cu ca riờng tụi Cỏc s liu kt qu nờu lun l trung thc./ H Ni, ngythỏng 04 nm 2014 Tỏc gi Hong Minh Tho MC LC LI CAM OAN MC LC DANH MC BNG BIU .4 DANH MC HèNH V M U TNG QUAN V TI NGHIấN CU Mc ớch ca ti .8 i tng v phm vi nghiờn cu8 í ngha khoa hc v thc tin.8 Cỏc ni dung chớnh ca lun Chng 1: TNG QUAN V NHIấN LIU BIODIESEL .10 1.1 Nhiờn liu diesel 10 1.1.1 Khỏi quỏt v nhiờn liu diesel 10 1.1.2 Nhiờn liu diesel v ụ nhim mụi trng 15 1.2 Nhiờn liu sinh hc v biodiesel .16 1.2.1 Nhiờn liu sinh hc 16 1.2.2 Khỏi nim biodiesel 17 1.2.3 Tỡnh hỡnh nghiờn cu, sn xut v s dng biodiesel trờn th gii v Vit Nam .18 Chng 2: QUY TRèNH CễNG NGH TNG HP BIODIESEL 22 2.1 Phõn loi cỏc phng phỏp tng hp biodiesel .22 2.1.1 Pha loóng du thc vt .22 2.1.2 Chuyn hoỏ este to biodiesel 22 2.1.3 Cracking xỳc tỏc du thc vt 23 2.1.4 Nhit phõn du thc vt 23 2.2 Cụng ngh sn xut biodiesel theo phng phỏp trao i este 23 2.2.1 C s húa hc .23 2.2.2 Nguyờn liu 24 2.2.3 Xỳc tỏc 25 2.3 Cỏc yu t nh hng n phn ng trao i Este .30 2.4 Yờu cu cht lng nhiờn liu biodiesel 31 Chng 3: THIT B V QUY TRèNH TH NGHIM .35 3.1 Nhiờn liu th nghim 35 3.2 S v thit b th nghim 36 3.2.1 S h thng th nghim .36 3.2.2 Thit b th nghim 36 3.3 Phng phỏp th nghim 47 3.4 Quy trỡnh th nghim .47 Chng : KT QU TH NGHIM 49 4.1 Cỏc thụng s tớnh nng ng c 49 4.1.1 Sut tiờu hao nhiờn liu 49 4.1.2 Cụng sut ng c .50 4.1.3 Mụ men ng c 51 4.2 Cỏc thnh phn phỏt thi ca ng c 51 4.2.1 Phỏt thi CO 51 4.2.2 Phỏt thi CO2 .53 4.2.3 Phỏt thi HC 54 4.2.4 Phỏt thi NOx .55 4.3 Gúc phun sm ti u 56 KT LUN CHUNG V HNG PHT TRIN .57 TI LIU THAM KHO 58 DANH MC BNG BIU Bng 1.1 D bỏo nhu cu nhiờn liu xng du n nm 2020 11 Bng 1.2 Cõn i nhiờn liu xng, diesel n 2020 12 Bng 1.3 Ch tiờu ỏnh giỏ cht lng nhiờn liu diesel theo ASTM 13 Bng 1.4 Sn lng biodiesel cỏc nc chõu u nm 2004 19 Bng 2.1 So sỏnh hiu sut biodiesel trờn cỏc loi xỳc tỏc khỏc 28 Bng 2.2 Ch tiờu ỏnh giỏ cht lng biodiesel theo ASTM D 6751 .31 Bng 2.3 So sỏnh tớnh cht ca nhiờn liu diesel khoỏng vi biodiesel 32 Bng 3.1 Thụng s ca du da v diesel 35 Bng 3.2 Thụng s ca ng c 37 Bng 3.3 Cỏc thụng s ca ng c th nghim .48 Bng 4.1 So sỏnh kt qu o sut tiờu hao nhiờn liu (ge) gia nhiờn liu diesel vi nhiờn liu B10 v B20 .49 Bng 4.2 Kt qu o cụng sut (Ne) ca ng c s dng nhiờn liu diesel vi nhiờn liu B10 v B20 50 Bng 4.3 So sỏnh kt qu o mụment ca ng c gia nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 51 Bng 4.4 So sỏnh kt qu o hm lng CO gia nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 .52 Bng 4.5 So sỏnh kt qu o hm lng CO2 gia nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 .53 Bng 4.6 Kt qu o hm lng HC ca nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 54 Bng 4.7 So sỏnh kt qu o hm lng NOx gia nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 .55 Bng 4.8 So sỏnh cụng sut thay i gúc phun sm 56 DANH MC HèNH V Hỡnh 2.1 Quy trỡnh cụng ngh sn xut biodiesel .29 Hỡnh 3.1 S h thng th nghim 36 Hỡnh 3.2 ng c th nghim xy lanh 37 Hỡnh 3.3 Thit b o lng nhiờn liu AVL733 .38 Hỡnh 3.4 Thit b iu khin nhit nc lm mỏt v du bụi trn AVL577 38 Hỡnh 3.5 T phõn tớch khớ CEBII 39 Hỡnh 3.6 Thit b o khúi 40 Hỡnh 3.7 S cu to ca b phõn tớch CO 41 Hỡnh 3.8 S cu to ca b phõn tớch NO v NOx 42 Hỡnh 3.9 S cu to h thng o O2 44 Hỡnh 3.10 S cu to h thng o CnHm 46 Hỡnh 4.1 So sỏnh sut tiờu hao nhiờn liu 49 Hỡnh 4.2 So sỏnh cụng sut .50 Hỡnh 4.3 So sỏnh thnh phn CO 52 Hỡnh 4.4 Thnh phn phỏt thi CO2 53 Hỡnh 4.5 So sỏnh thnh phn HC 54 Hỡnh 4.6 So sỏnh thnh phn NOx 55 M U T u th k XX, Rudolf Diesel, phỏt minh ng c diesel, ó dựng du lc (mt loi nhiờn liu biodiesel) lm nhiờn liu cho ng c m ụng phỏt minh Tuy vy, vo thi im ú ngun nhiờn liu t du m rt r v tr lng di do, nờn khụng quan tõm n ngun nhiờn liu t du thc vt Gn mt th k trụi qua, dõn s th gii ngy cng tng nhanh, tc phỏt trin kinh t - xó hi cng ngy cng tng mnh cựng vi s phỏt trin mnh m ca cỏc ngnh cụng nghip v kộo theo nhu cu s dng nhiờn liu ngy cng nhiu, phc v cho cỏc lnh vc khỏc iu ny dn n tỡnh trng ngun nhiờn liu húa thch cú hn, ang ngy cng cn kit, giỏ du m ngy cng t v dn n mt n nh v mt chớnh tr ti nhiu ni trờn th gii Vn an ninh nng lng c quan tõm ti hu ht cỏc quc gia trờn th gii Vn ụ nhim mụi trng, cng nh sc khe ca ngi, ngy cng c quan tõm hn v ngy cng cú nhiu quy nh kht khe hn v mc an ton cho mụi trng i vi cỏc loi nhiờn liu Nhng trờn ó thỳc y cỏc nh khoa hc nghiờn cu phng phỏp s dng ngun nng lng hin cú mt cỏch thụng minh hn v ng thi phỏt trin cỏc ngun nhiờn liu thay th hay nhiờn liu mi, sch v cú th tỏi to c Hin cú nhiu cụng trỡnh nghiờn cu hng ti thay th mt phn nhiờn liu xng v diesel bng cỏc loi nhiờn liu khỏc gi l nhiờn liu thay th Nhiờn liu thay th dựng cho ng c t cú th l hydro, khớ du m húa lng (LPG), khớ thiờn nhiờn (NG), khớ sinh hc(biogas), khớ húa sinh (biomas), cn v c bit cỏc dng nhiờn liu diesel sinh hc Trong ú, nhiờn liu diesel sinh hc l mt loi nhiờn liu tỏi to rt cú tim nng phỏt trin v s dng Do vy vic nghiờn cu ỏnh giỏ kh nng s dng loi nhiờn liu ny trờn cỏc ng c diesel cú mt ý ngha thc tin rt ln lm c s phỏt trin v s dng i tr loi nhiờn liu ny Nhiờn liu sinh hc ó thu hỳt c s quan tõm c bit ca nhiu nh khoa hc trờn th gii, bi nhng li ớch nh bo m an ninh nng lng v ỏp ng c cỏc yờu cu v mụi trng Trong s cỏc nhiờn liu sinh hc, thỡ diesel sinh hc (biodiesel) c quan tõm hn c, xu hng diesel húa ng c, v giỏ diesel khoỏng ngy cng tng cao Hn na, biodiesel c xem l loi ph gia rt tt cho nhiờn liu diesel khoỏng, lm gim ỏng k lng khớ thi c hi, v l ngun nhiờn liu cú th tỏi to c Cỏc dng nhiờn liu diesel sinh hc rt phự hp s dng cho cỏc phng tin ti v cú kh nng tỏi to cao Trong s ny, du thc vt nh du c hay du da c s dng khỏ rng rói s sn cú v tớnh thớch hp s dng vi ng c c bit da l loi thc vt ph bin Vit Nam, nht l khu vc ng bng sụng Cu Long, nờn s dng c diesel sinh hc ngun gc du da pha trn vi diesel gc khoỏng vi t l nht nh trờn ng c giỳp gii quyt c cỏc tn ti trờn Vi nhng lý trờn m tụi chn ti Nghiờn cu nh hng ca hn hp nhiờn liu diesel pha du da ti c tớnh lm vic ca ng c diesel Di s hng dn tn tỡnh ca TS Trn Th Thu Hng cựng vi s giỳp ca cỏc thy cụ b mụn ng c t v Phũng thớ nghim ng c t em ó hon thnh lun ny Mc dự cú nhiu c gng nhng kin thc v trỡnh hiu bit cú hn nờn khú cú th trỏnh thiu sút Kớnh mong s ch bo úng gúp ca cỏc thy cụ Em xin chõn thnh cm n! H Ni, ngy thỏng 04 nm 2014 Hc viờn thc hin Hong Minh Tho TNG QUAN V TI NGHIấN CU Mc ớch ca ti Nhu cu s dng nhiờn liu cho ng c t ca Vit Nam v cỏc nc trờn th gii ngy cng gia tng, ngun nhiờn liu húa thch ang dn cn kit Vỡ vy, mc ớch l ngi cn tỡm ngun nng lng thay th nhiờn liu húa thch Xut phỏt t cỏc nhu cu thc tin v cp bỏch ú, cỏc nh khoa hc, cỏc cụng ty, on, chớnh ph cỏc nc ó y mnh nghiờn cu v a vo s dng cỏc loi nhiờn liu thay th cho ng c t nhm gim s ph thuc vo nhiờn liu húa thch, gim s ụ nhim mụi trng, gim ph thuc gia cỏc nc vi vic cung cp nhiờn liu húa thch phc v sinh hot v sn xut Tuy nhiờn nhiờn liu sinh hc ngoi cỏc u im trờn cũn cú th lm nh hng ti tớnh nng lm vic v bn, tui th ca ng c Vỡ vy m ti hng ti nghiờn cu ỏnh giỏ nh hng ca hn hp nhiờn liu diesel pha vi du da ti cỏc tớnh nng kinh t, k thut v phỏt thi ca ng c diesel i tng v phm vi nghiờn cu ti nghiờn cu tng quan lý thuyt, khỏi quỏt v nhiờn liu diesel, nhiờn liu sinh hc v biodiesel, quỏ trỡnh tng hp biodiesel Nghiờn cu so sỏnh tớnh cht nhiờn liu Biodiesel v nhiờn liu diesel truyn thng Nghiờn cu th nghim i chng nh hng ca hn hp nhiờn liu B10, B20 ti c tớnh ng c diesel í ngha khoa hc v thc tin Nhiờn liu thay th l mt cp bỏch v cn thit ti nhiu quc gia trờn th gii hin Ti mt s quc gia trờn th gii vic nghiờn cu, ng dng nhiờn liu thay th ó cú t lõu v ó phn no gii quyt c nng lng ca quc gia ú Cũn Vit Nam õy l cũn nhiu mi m, vic nghiờn cu s dng nhiờn liu thay th cũn nhiu vic cn lm, iu kin v kinh t, khoa hc cụng ngh, mụi trng sn xut cng nh cht lng phng tin giao thụng khỏc nhiu so vi cỏc nc trờn th gii Chớnh ph Vit Nam hin cng ó rt quan tõm n ny, cỏc trng i hc, cỏc trung tõm v vin nghiờn cu chuyờn ngnh cng ó c chớnh ph quan tõm u t c s vt cht, o to ngun nhõn lc ỏp ng bc u nhu cu phỏt trin nhiờn liu thay th Kt qu ca ti cú ý ngha thc tin i vi vic sn xut nhiờn liu biodiesel v c bit l nhiờn liu cú ngun gc t du thc vt v s nh hng ca loi nhiờn liu ny ti tớnh nng lm vic v c tớnh phỏt thi ca ng c t ú giỳp cỏc nh sn xut, nh hoch nh chớnh sỏch nng lng cú s nh hng phỏt trin nhiờn liu v ng dng trờn ng c t ng thi giỳp ngi tiờu dựng hiu rừ hn v cỏc loi nhiờn liu thay th cho ng c diessel truyn thng v cng l ti liu tham kho hu ớch cho nhng nghiờn cu sau ny Cỏc ni dung chớnh ca lun - Tng quan v ti nghiờn cu - Tng quan v nhiờn liu biodiesel - Quy trỡnh cụng ngh tng hp biodiesel + Phõn loi cỏc phng phỏp tng hp biodiesel + Cụng ngh sn xut biodiesel theo phng phỏp trao i este + Cỏc yu t nh hng n trao i este + Yờu cu cht lng nhiờn liu biodiesel - Thit b v quy trỡnh th nghim + Nhiờn liu th nghim + S v thit b th nghim + Phng phỏp v quy trỡnh th nghim - Kt qu th nghim + Cỏc thụng s tớnh nng ng c + Cỏc thnh phn phỏt thi ca ng c + Gúc phun sm ti u - Kt lun v hng phỏt trin ca ti Cảm biến nhiệt độ T100 Luồng khí nén 190độ C áp suất xác 580mbar Đo điện áp Khí tạo môi trƯờng cháy (Symthetic Air) Bộ khuyếch đại áp suất vào 680mbar Hỗn hợp H/He (1050mbar) Khí mẫu chứa HC Hỡnh 3.10 S cu to h thng o CnHm * Nguyờn lý hot ng Khớ mu cn o c a vo h thng vi ỏp sut 580mbar v lu lng 1500 l/h Nú c hũa trn vi khớ chỏy (hn hp H2/He) c a vo ng ng th hai Khớ chỏy cú ỏp sut l 1050mbar, cú lu lng l 30 l/h Khớ mu v khớ chỏy c trn vi v a vo bung chỏy vi ỏp sut l 680mbar Trong bung phn ng hn hp khớ (20% O2, 80% N2) c bm vo lm mụi trng chỏy Khi khớ mu v khớ chỏy c a vo, b ỏnh la bt tia la t chỏy Trong iu kin nh vy khớ HC khụng chỏy m b b góy thnh cỏc ion Cỏc ion sinh mụi trng cú t trng ca cp in cc, nú s b hỳt v hai bn cc v to thnh dũng in mch Dũng in c khuych i i qua b khuych i v c a ti b o in ỏp Khớ chỏy c hỳt nh chõn khụng u chõn khụng ny c sinh lung khớ nộn thi qua ti ming hỳt Da vo cng dũng in sinh cú th ỏnh giỏ c lng HC cú khớ mu Khi o lng HC cú khớ x ng c, cỏc iu kin o rt c chỳ ý p sut u vo phi m bo chớnh xỏc, lu lng phi va Cú nh vy thỡ quỏ trỡnh o mi ỳng H thng s ỏnh la 10 ln, 10 ln ú m cỏc iu kin 46 khụng m bo thỡ h thng s khụng o c Sau 10 ln ỏnh la m khụng o c thỡ h thng s dng li v yờu cu cú s kim tra sa cha 3.3 Phng phỏp th nghim Th nghim c tin hnh trờn ng c vi loi nhiờn liu khỏc nhau: - Nhiờn liu diesel thụng thng - Nhiờn liu hn hp cú thnh phn th tớch l 90% diesel thng v 10% du da - Nhiờn liu hn hp cú thnh phn th tớch l 80% diesel thng v 20% du da Ch lm vic ca ng c: - Gi c nh thụng s ca quỏ trỡnh cung cp nhiờn liu: * gct =30mm3 * pphun =800MPa * phun = 12o - Tc thay i t 1400 vũng/phỳt 2100 vũng/phỳt So sỏnh i chng cỏc thụng s kinh t k thut ca ng c v cht lng khớ thi o c rỳt kt lun v nh hng ca nhiờn liu diesel pha vi du da 3.4 Quy trỡnh th nghim Nhiờn liu diesel sinh hc cú ngun gc khỏc v tớnh cht khỏc ú mc nh hng ti tớnh nng kinh t, k thut, phỏt thi v bn ca ng c diesel cng khỏc Th nghim c tin hnh trờn ng c vi loi nhiờn liu khỏc - Nhiờn liu diesel thụng thng (ký hiu l DO) - Nhiờn liu hn hp cú thnh phn th tớch l 90% diesel thng v 10% du da (ký hiu l B10) - Nhiờn liu hn hp cú thnh phn th tớch l 80% diesel thng v 20% du da (ký hiu l B20) Th nghim c tin hnh trờn ng c 1xylanh k khụng tng ỏp AVL 5402 vi cỏc ch lm vic ca ng c nh sau: - Gi c nh thụng s ca quỏ trỡnh cung cp nhiờn liu Bng 3.3 - Th nghim i chng tớnh nng k thut ca ng c theo ng c tớnh ngoi vi cỏc loi nhiờn liu ch : 100% ti, tc thay i t 1400ữ 2100 47 (v/ph), o cỏc giỏ tr cụng sut v sut tiờu hao nhiờn liu Ti cỏc ch ú cng o cỏc thnh phn phỏt thi c hi CO, NOx, HC cho ba mu nhiờn liu - So sỏnh i chng cỏc thụng s kinh t k thut ca ng c v cht lng khớ thi o c rỳt kt lun v nh hng ca nhiờn liu diesel pha du da Bng 3.3 Cỏc thụng s ca ng c th nghim Thụng s Ký hiu Giỏ tr Lng nhiờn liu cp mt chu trỡnh [mm3] gct 30 Pphun 800 p sut phun [Bar] m [%] 51,6 Nhit [oC] Gúc phun sm [ ] o Tc [v/ph] Bc thay i [v/ph] to 32,5 phun 12 n 1400 - 2100 200 48 Chng : KT QU TH NGHIM 4.1 Cỏc thụng s tớnh nng ng c 4.1.1 Sut tiờu hao nhiờn liu Sut tiờu hao nhiờn liu ca ng c s dng DO, B10 v B20 c trỡnh by Bng 4.1 v Hỡnh 4.1 Bng 4.1 So sỏnh kt qu o sut tiờu hao nhiờn liu (ge) gia nhiờn liu diesel vi nhiờn liu B10 v B20 n(v/phỳt) ge (g/kW.h) DO B10 B20 1400 297.1 337.98 345 1500 298.65 326.09 328.28 1600 286.23 311.06 316.67 1700 272.89 296.01 304.66 1800 266.31 286.22 292.55 1900 282.26 286.7 295.84 2000 284.68 289.28 298.41 2100 287.86 298.57 308.69 ge, g/kWh 370 Diesel 350 Bio10% 330 Bio 20% 310 290 270 250 230 210 190 1300 1500 1700 1900 Tc ng c, vũng/ph 2100 Hỡnh 4.1 So sỏnh sut tiờu hao nhiờn liu Kt qu th nghim cho thy, ng c s dng nhiờn liu B10 v B20 cho sut tiờu th nhiờn liu trung bỡnh cao hn so vi DO, tng thnh phn biodiesel 49 hn hp nhiờn liu thỡ ge cng tng, tng ng l 6,85% vi B10 v 9,41% vi B20 4.1.2 Cụng sut ng c Cụng sut ca ng c s dng nhiờn liu DO, B10 v B20 c trỡnh by Bng 4.2 v Hỡnh 4.2 Bng 4.2 Kt qu o cụng sut (Ne) ca ng c s dng nhiờn liu diesel vi nhiờn liu B10 v B20 Ne (kW) n(v/ph) DO B10 B20 1400 3.12 2.97 2.9 1500 3.23 2.96 1600 3.54 3.13 3.11 1700 3.86 3.26 3.27 1800 3.91 3.49 3.44 1900 4.13 3.63 3.57 2000 4.47 3.83 3.76 2100 4.55 3.97 Diesel Bio10% 4.5 Bio 20% P, kW 3.5 2.5 1300 1500 1700 1900 Tc ng c, vũng/ph Hỡnh 4.2 So sỏnh cụng sut 50 2100 Kt qu o cụng sut ng c cho thy cụng sut ca ng c s dng loi nhiờn liu pha biodiesel t giỏ tr nh hn so vi s dng nhiờn liu diesel thụng thng v gim tng ng l 12.08% vi B10 v 14,19% vi B20 Nh vy, nhiờn liu DO cho cụng sut trung bỡnh ln hn so vi nhiờn liu B10 v B20 nhiờn liu DO cú tr s nhit tr cao hn 4.1.3 Mụ men ng c Mụ men ca ng c s dng nhiờn liu DO, B10 v B20 c trỡnh by Bng 4.3 Bng 4.3 So sỏnh kt qu o mụment ca ng c gia nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 Me (Nm) n (v/ph) DO B10 B20 1400 21.3 20.3 18.9 1500 20.6 19.1 18.4 1600 21.1 18.7 18.6 1700 21.7 20.4 19.3 1800 21.8 18.5 20.5 1900 21.7 18.2 19.7 2000 21.3 19.9 18 2100 20.7 18.6 18.1 Kt qu o mụ men ca ng c cho ta thy s dng nhiờn liu DO thỡ mụ men trung bỡnh ca ng c ln hn so vi nhiờn liu B10 v B20 Tng ng l 10,73% v 12,34% 4.2 Cỏc thnh phn phỏt thi ca ng c 4.2.1 Phỏt thi CO Bng 4.4 v Hỡnh 4.3 th hin ca cỏc kt qu o phỏt thi CO ca ng c s dng nhiờn liu DO, B10 v B20 51 Bng 4.4 So sỏnh kt qu o hm lng CO gia nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 n (v/ph) CO (ppm) DO B10 B20 1400 1020 1072 1119 1500 1140 1158 1214 1600 1170 1175 1257 1700 1140 1163 1239 1800 1192 1204 1270 1900 1168 1225 1273 2000 1100 1151 1204 2100 1080 1125 1162 1300 CO, ppm 1200 1100 1000 Diesel 900 Bio10% Bio 20% 800 1300 1500 1700 1900 Tc ng c, vũng/ph 2100 Hỡnh 4.3 So sỏnh thnh phn CO Hm lng phỏt thi CO c th hin qua Bng 4.4 v Hỡnh 4.3 ta d dng nhn thy sut di tc ca ng c hm lng CO trung bỡnh ca nhiờn liu biodiesel luụn cao hn so vi so vi nhiờn liu DO C th l nhiờn liu B10 hm lng CO cao hn trung bỡnh 2,92% v ca B20 cao hn trung bỡnh 8,07% 52 4.2.2 Phỏt thi CO2 Bng 4.5 So sỏnh kt qu o hm lng CO2 gia nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 n (v/ph) CO2 (ppm) DO B10 B20 1400 93690 87031 84537 1500 89997 83542 81454 1600 86265 79346 78724 1700 86130 78314 77917 1800 84566 79790 74609 1900 85250 79056 76104 2000 85840 79858 77481 2100 83120 77200 76769 100000 CO2, ppm 90000 80000 70000 60000 Diesel Bio 10% 50000 Bio 20% 40000 1300 1500 1700 1900 Tc ng c, vũng/ph 2100 Hỡnh 4.4 Thnh phn phỏt thi CO2 Hm lng phỏt thi CO2 c th hin qua Bng 4.5 v Hỡnh 4.4 T kt qu cho ta thy ng c s dng nhiờn liu pha biodiesel hm lng phỏt thi CO2 luụn thp hn trung bỡnh so vi nhiờn liu diesel thụng thng C th nhiờn liu B10 cho phỏt thi CO2 thp hn so vi DO trung bỡnh 7,87% v nhiờn liu B20 cho phỏt thi CO2 thp hn so vi DO trung bỡnh 10,71% 53 4.2.3 Phỏt thi HC Bng 4.6 Kt qu o hm lng HC ca nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 n (v/ph) HC (ppm) DO B10 B20 1400 964 827 560 1500 1012 919 841 1600 1020 958 913 1700 1005 933 908 1800 994 953 939 1900 920 881 843 2000 829 810 769 2100 770 749 627 Diesel Bio10% Bio 20% 1200 HC, ppm 1000 800 600 400 200 1300 1500 1700 1900 Tc ng c, vũng/ph 2100 Hỡnh 4.5 So sỏnh thnh phn HC Hm lng phỏt thi HC ca ng c c th hin qua Bng 4.6 v Hỡnh 4.5 T kt qu cho ta thy hm lng HC trung bỡnh ca ng c chy nhiờn liu biodiesel thp hn so vi nhiờn liu diesel thụng thng C th l phỏt thi HC ca ng c s dng B10 thp hn trung bỡnh l 6,88% v ng c s dng nhiờn liu B20 l 17,41% so vi ng c s dng nhiờn liu DO Kt qu ny cú th gii thớch cho s 54 cú mt ca O2 B10 v B20 nhiu hn DO Do vy, quỏ trỡnh chỏy trit hn nờn phỏt thi HC gim 4.2.4 Phỏt thi NOx Bng 4.7 So sỏnh kt qu o hm lng NOx gia nhiờn liu diesel thụng thng vi nhiờn liu B10 v B20 n (v/ph) NOx(ppm) DO B10 B20 1400 1350 1293 1224 1500 1249 1133 1040 1600 1148 1035 946 1700 1085 942 880 1800 973 815 800 1900 887 782 739 2000 880 760 700 2100 823 690 646 1400 Diesel 1200 Bio10% Bio 20% NOx, ppm 1000 800 600 400 200 1300 1500 1700 1900 Tc ng c, vũng/ph 2100 Hỡnh 4.6 So sỏnh thnh phn NOx Hm lng phỏt thi NOx c th hin qua Bng 4.7 v Hỡnh 4.6 Kt qu cho ta thy, ng c s dng nhiờn liu biodiesel cú hm lng phỏt thi NOx trung bỡnh luụn thp hn hn so vi nhiờn liu DO C th l nhiờn liu B10 thp hn trung bỡnh l 12,68% v nhiờn liu B20 thp hn trung bỡnh l 20,36% Nh vy, ng c s dng nhiờn liu biodiesel thỡ cụng sut v mụ men thp hn so vi ng c s dng nhiờn liu diesel thụng thng tớnh cht ca 55 nhiờn liu diesel cú giỏ tr nhit tr ca nhiờn liu cao hn Nhng nhiờn liu bio diesel th hin tớnh u vit a s cỏc thnh phn phỏt thi thp hn so vi ng c s dng diesel thụng thng Do tớnh cht ca nhiờn liu biodiesel giu oxy hn nờn quỏ trỡnh chỏy xy hon ton, gim c thnh phn c hi ca khớ thi Pha nhiu biodiesel thỡ cụng sut cú xu hng gim nhng khụng thay i nhiu thay i thnh phn nhiờn liu T cỏc kt qu o c cho thy ch cú hm lng CO s dng nhiờn liu diesel thụng thng l thp hn loi nhiờn liu pha biodiesel, cũn li cỏc thnh phn CO2, NOx, HC u cao hn Thnh phn nhiờn liu cú pha biodiesel cng nhiu thỡ CO cng tng, CO2, NOx, HC cng gim 4.3 Gúc phun sm ti u kho sỏt thờm nh hng ca gúc phun ti tớnh nng ng c s dng cỏc loi nhiờn liu khỏc nhau, tin hnh th nghim ng c iu kin gi c nh tc n = 1800 vũng/phỳt, gúc phun sm thay i t 8o n 18o gúc quay trc khuu trc im cht trờn Bng 4.8 th hin kt qu o cụng sut ng c theo gúc phun sm i vi cỏc loi nhiờn liu th nghim Bng 4.8 So sỏnh cụng sut thay i gúc phun sm Ne(kW) s Diesel B10 B20 3.77 3.35 3.42 10 3.85 3.39 3.40 12 3.9 3.49 3.40 14 3.9 3.41 3.44 16 3.9 3.31 3.39 18 3.8 3.26 3.29 T kt qu o c cho thy ch o ca ng c, i vi nhiờn liu diesel thng thỡ cụng sut cao nht t ti s= 12o n 16o, cũn nhiờn liu pha biodiesel thỡ cụng sut ln nht cng t c ti s= 12o, t l pha 10%, v 14o ng vi t l pha 20% 56 KT LUN CHUNG V HNG PHT TRIN Cỏc kt qu th nghim nh trờn cho thy dựng nhiờn liu diesel pha vi 10% v 20% du da cú th s dng c trờn ng c diesel m khụng phi thay i cỏc thụng s iu chnh ca ng c Mc dự cỏc thụng s cụng sut v sut tiờu hao nhiờn liu khụng tt bng ca nhiờn liu diesel thụng thng nhng a s cỏc thnh phn c hi khớ x cú nng nh hn cú th kt lun v kh nng ng dng (s dng) ca nhiờn liu sinh hc trờn cỏc phng tin giao thụng cn cú cỏc bc nghiờn cu v bn, tui th ca cỏc chi tit h thng nhiờn liu ca ng c Ngoi ra, cú th phỏt trin tip theo hng tng t l nhiờn liu biodesel thnh phn hn hp vi nhiờn liu diesel khoỏng 57 TI LIU THAM KHO [1] Phm Nguyờn Chng (ch biờn) (2002), Húa k thut, Nh xut bn Khoa hc v K thut [2] Trn Hng Cụn (2008), Cụng nghip húa hc vụ c, Nh xut bn Khoa hc v K thut [3] Nguyn Hu nh, Trn Th (1999), ng dng mt s phng phỏp ph nghiờn cu cu trỳc phõn t, Nh xut bn Giỏo dc [4] Trng ỡnh Hi, ng Hng Võn (2006), Hng dn k thut viờn phõn tớch du m v sn phm du, Trung tõm nghiờn cu v phỏt trin ch bin du khớ [5] Kiu ỡnh Kim (2006), Cỏc sn phm du m v húa du, Nh xut bn Khoa hc v K thut [6] Lờ Vn Khoa (ch biờn) (2006), Khoa hc mụi trng, Nh xut bn Giỏo dc [7] Nguyn Quang Lc, Lờ Vn Thch, Nguyn Vn Vinh (1997), K thut ộp du v ch bin du m, thc phm, Nh xut bn Khoa hc v K thut [8] T Vn Mc (2003), Phõn tớch húa lý, phng phỏp ph nghim nghiờn cu cu trỳc phõn t, Nh xut bn Khoa hc v K thut [9] PGS.TS.inh Th Ng (2008), Húa hc du m v khớ, Nh xut bn Khoa hc v K thut [10] inh Th Ng, Nguyn Khỏnh Diu Hng (2008), Nhiờn liu sch v cỏc quỏ trỡnh x lý húa du, Nh xut bn Khoa hc v K thut [11] Hong Nhõm (2005), Húa hc vụ c, 2, Nh xut bn Giỏo dc [12] Phm Cụng Tc (2005), Nhiờn liu sinh hc: nhỡn t nhiu phớa, Tp Cụng nghip húa cht s 5, trang 7-9 [13] Tp th ging viờn b mụn Silicat, i hc Bỏch khoa H Ni (1977), Húa hc silicat, Nh xut bn i hc Bỏch khoa H Ni 58 [14] Nguyn Vn Thanh, inh Th Ng (2006), Nghiờn cu tng hp v cỏc tớnh cht ca biodiesel t du u nnh trờn xỳc tỏc NaOH, Tp Húa hc v ng dng s 12, trang 38-41 [15] Phm Th Thng (1992), Húa hc du bộo, Nh xut bn Khoa hc v K thut [16] Nguyn Tt Tin (2001), Nguyờn lý ng c t trong, Nh xut bn Giỏo dc [17] Phm Minh Tun, Trn Th Thu Hng, (8/2006) Bỏo cỏo kt qu hp ng th nghim sn phm Biodiesel [18] Ayato Kawashima, Koh Matsubara, Katsuhisa Honda (2008), Development of heterogeneous base catalysts for biodiesel production, Biosoure Technology 99, pp 3439-3443 [19] Christopher Strong, Charlie Ericksonand, Peepak Shukla (2004), Evalution of biodiesel fuel, Western Transportation Institute College of Engeneering, Montana State University Bozeman [20] Fangrui Ma, Milford A Hanna (1999), Biodiesel production: a review, Bioresource Technology 70, pp.1-15 [21] Gerhard Knothe, Jon Van Gerpen, Jurgen Krakl (2005), The biodiesel handbook, AOCS press [22] Hemmerlein et all (1991), Performance exhaust emission and durability of modern diesel energy running on rapessed oil, SAE Technical Paper 910848, Society of Automotive Engineer Warrendale, PA [23] Kokichi Ito, Li Zhidong and Ryoichi Komiyama (2005), Asian enegy outlook to 2020, Research and Information System for the Non A ligned and other developing countries [24] Kunchana B., Sukunya M., Ruengwit S., Somkiat N (2006), Continuous production of biodiesel via transesterification from vegetable oils in supercritical methanol, Energy & Fuel20, pp 812-817 59 [25] Magin Laquerta, Octovio Armas, Jose Rodrigues Fernander (2008), Effect of biodiesel fuels on diesel engine emmisions, Progress in Energy and Combustion Science 34, pp.198-223 [26] Patnick K., Gallagher (2003), Handbook thermal analysis and calorimetry: applications to inorganic and miscellaneous materials, volume 2, Elsevier [27] Prof.Dr.R.K.Khotoliya, Dr.Harminder Kaur, Rupinder Singh (2007), Biodiesel productions from jatropha, Source Kurukshetra, vol 55, No [28] Reep A, Selim C, Huseyin SY (2001), The potential of using vegetable oil as fuel for diesel engines, Energy Conv Mgmt 18, pp.77-88 [29] Romano S (1982), Vegetable oils A.new alternative in vegetable oils fuel Proceeding of the international conference on plant and vegetable oils as fuel, American Society of Agricultural Engineer, St Joseph [MI], p.106-116 60 ... vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu tổng quan lý thuyết, khái quát nhiên liệu diesel, nhiên liệu sinh học biodiesel, trình tổng hợp biodiesel Nghiên cứu so sánh tính chất nhiên liệu Biodiesel nhiên. .. Nghiên cứu ảnh hưởng hỗn hợp nhiên liệu diesel pha dầu dừa tới đặc tính làm việc động diesel Dưới hướng dẫn tận tình TS Trần Thị Thu Hương với giúp đỡ thầy cô môn Động đốt Phòng thí nghiệm động. .. hưởng tới tính làm việc độ bền, tuổi thọ động Vì mà đề tài hướng tới nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng hỗn hợp nhiên liệu diesel pha với dầu dừa tới tính kinh tế, kỹ thuật phát thải động diesel Đối tượng