Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn ethanol diesel đến thành phần khí thải của động cơ diesel

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐOÀN VIỆT BẮC TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG TỶ LỆ PHỐI TRỘN ETHANOL-DIESEL ĐẾN THÀNH PHẦN KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐOÀN VIỆT BẮC TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG TỶ LỆ PHỐI TRỘN ETHANOL-DIESEL ĐẾN THÀNH PHẦN KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 60.52.0116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS: Dƣơng Việt Dũng Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết tơi trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đồn Việt Bắc NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG TỶ LỆ PHỐI TRỘN ETHANOL – DIESEL ĐẾN THÀNH PHẦN KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL Học viên: Đoàn Việt Bắc Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 60.52.01.16 Khóa: K30, Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Ethanol pha vào diesel DO0,05S để làm nhiên liệu cho động đốt giải pháp làm phong phú thêm nguồn nhiên liệu cho tương lai, đồng thời giảm thiểu nhiễm mơi trường khí thải gây Tuy nhiên để tổng quát hóa việc áp dụng, việc nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn Ethanol-diesel đến thành phần khí thải động diesel cần đánh giá thực nghiệm Các kết đạt luận văn cải thiện đánh kể nồng độ chất khí thải động EV2600 dùng nhiên liệu diesel DO0,05S pha thêm 3%, 5%, 7%, 10% Ethanol Động thử nghiệm băng thử công suất Froude Kết thử nghiệm cho thấy nồng độ khí thải CO2[%] NOx[ppm] hỗn hợp DOE7 thấp thấp DO0,05S; Nồng độ khí thải giảm tăng phụ tải đạt giá trị cực tiểu gần với chế độ phụ tải toàn tải (100% phụ tải - bắt đầu nhả khói đen) Từ khóa - Ethanol; Diesel; ô nhiễm môi trường; tỷ lệ phối trộn; nồng độ khí thải EXPERIMENTAL STUDY ON THE EFFECT OF MIXING RATIOS OF ETHANOL - DIESEL TO EXHAUST GAS INGREDIENT OF DIESEL ENGINES Summary - Ethanol blends into diesel DO0,05S as a fuel for internal combustion engines as a solution that will enrich the fuel supply for the future, while minimizing the environmental pollution caused by emissions However, in order to generalize the application, the study on the effect of the mixing ratio of Ethanol-diesel on the exhaust gas composition of the diesel engine should be evaluated experimentally The results of this thesis show an improvement in the emission levels of EV2600 diesel DO0.05S diesel fuel by adding 3%, 5%, 7%, and 10% Ethanol The engine was tested on the Froude test strip Test results showed that the CO2 concentration [%] and NOx [ppm] of the DOE7 mixture were lowest and lower than DO0.05S; The exhaust gas concentration decreases as the load increases and reaches a minimum value close to the full load mode (100% charge - starts to release the black smoke) Key words - Ethanol; Diesel; Environmental pollution; mixing ratio; exhaust gas concentration MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 VIỄN CẢNH VỀ NGUỒN NHIÊN LIỆU HĨA THẠCH VÀ VẤN ĐỀ Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG HIỆN NAY 1.1.1 Sự bùng nổ khí hậu tồn cầu 1.1.2 Vấn đề nhiễm mơi trường nguồn lượng hóa thạch gây 1.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH HỌC ETHANOL NHẰM GIẢM Ô NHIỂM MÔI TRƯỜNG CHO ĐỘNG CƠ DIESEL 1.2.1 Tình hình sử dụng nhiên liệu diesel pha ethanol giới nước khu vực 1.2.2 Tình hình sử dụng nghiên cứu nhiên liệu sinh học diesel pha ethanol Việt Nam 1.3 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ỨNG DỤNG ETHANOL NHẰM GIẢM Ô NHIỂM MÔI TRƯỜNG CHO ĐỘNG CƠ DIESEL 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TÍNH CHẤT LÝ HĨA CỦA DIESEL PHA ETHANOL 2.1.1 Giới thiệu chung Ethanol 2.1.2 Thành phần hóa học tính chất lý hóa 10 2.2 TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP NHIÊN LIỆU DIESEL PHA 11 ETHANOL 2.2.1 Nhiệt trị 11 2.2.2 Tính bay nhiên liệu dùng động Diesel 12 2.2.3 Tính lưu động nhiệt độ thấp tính phun sương 13 2.2.4 Nhiệt độ bén lửa nhiệt độ tự bốc cháy 14 2.2.5 Đánh giá tính tự cháy hỗn hợp nhiên liệu 15 2.2.6 Xác định tỉ lệ hòa trộn hỗn hợp Diesel Ethanol 17 2.2.7 Tính chất hỗn hợp nhiên liệu thực nhiệm 18 2.2.8 Đánh giá ưu nhược điểm nhiên liệu hỗn hợp 19 2.3 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC CHẤT PHÁT THẢI Ơ NHIỄM CỦA 19 ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.3.1 Sự hình thành COx 19 2.3.2 Sự hình thành hydrocarbure (HC) 21 2.3.3 Sự hình thành NOx 24 2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HỖN HỢP NHIÊN LIỆU VÀ KHƠNG 26 KHÍ TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL 2.4.1 Hệ thống nhiên liệu động diesel 26 2.4.2 Các phương pháp tạo hỗn hợp nhiên liệu Ethanol Diesel 2.5 CÁC TIÊU CHUẨN VỀ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ DIESEL 2.5.1.Tiêu chuẩn khí thải châu Âu 2.5.2 Tiêu chuẩn khí thải số nước khác 2.5.3 Tiêu chuẩn khí thải Việt Nam 2.5.4 Lộ trình áp dụng tiêu chuẩn khí thải Việt Nam 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 3.1.1 Mục tiêu, yêu cầu thực nghiệm 3.1.2 Trang thiết bị phục vụ thí nghiệm 3.1.3 Hỗn hợp nhiên liệu thí nghiệm 3.2 QUI TRÌNH THỰC NGHIỆM 3.2.1 Cơ sở lý thuyết 3.2.2 Qui trình thực nghiệm 3.3 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ ĐỘNG CƠ 3.3.1 Nhiên liệu diesel(DO) 3.3.2 Nhiên liệu 3% ethanol pha diesel (DOE3) 3.3.3 Nhiên liệu 5% ethanol pha diesel (DOE5) 3.3.4 Nhiên liệu 7% ethanol pha diesel (DOE7) 3.3.5 Nhiên liệu 10% ethanol pha diesel (DOE10) 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 4.1 PHÂN TÍCH Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ KHI SỬ DỤNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU DIESEL PHA ETHANOL 3%, 5%, 7%, 10% 4.1.1 Phân tích thành phần CO2 khí thải 4.1.2 Phân tích thành phần NOx khí thải 4.1.3 So sánh khí thải CO2 nhiên liệu DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 nhiên liệu DO vị trí 4.1.4 So sánh khí thải NOx nhiên liệu DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 nhiên liệu DO vị trí 4.1.5 Đánh giá nhiễm môi trường động sử dụng loại nhiên liệu DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 4.2 KẾT LUẬN CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỂ TÀI DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 31 31 34 36 38 39 40 40 40 41 48 48 48 49 50 50 52 53 54 55 56 57 57 57 60 62 66 70 70 72 73 74 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 2.1 Yêu cầu kỹ thuật Ethanol nhiên liệu biến tính, [3],[22] 2.2 So sánh đặc tính lý hoá Ethanol Diesel 11 2.3 Các thơng số độ nhớt 14 2.4 Bảng tính số cetane hỗn hợp nhiên liệu 17 2.5 Tiêu chuẩn khí thải cho xe khách, g/km [24] 31 2.6 Tiêu chuẩn khí thải xe thương mại hạng nhẹ [24] 32 2.7 Tiêu chuẩn khí thải xe tải xe buýt (Động Diesel, g/kWh) [27] 34 2.8 Tiêu chuẩn liên bang giới hạn độc hại động diesel xe tải 34 2.9 Tiêu chuẩn khí thải cho xe 35 2.10 Tiêu chuẩn khí thải ô tô du lịch sử dụng động Diezen 35 2.11 Tiêu chuẩn khí thải ơtơ vận tải nhẹ sử dụng động xăng hay GPL 35 2.12 Tiêu chuẩn ô nhiễm ô tô chế độ không tải 35 2.13 Giới hạn tối đa cho phép thành phần ô nhiễm xả phương tiện vận tải.[25] 37 2.14 Quy định thành phần khí thải cho phép theo TCVN 6438 – 2001 37 2.15 Quy định thành phần khí thải cho phép cho động xăng 38 3.1 Đặc điểm kỹ thuật máy phân tích khí thải KGENG 46 3.2 Số liệu thực nghiệm nhiên liệu DO 50 4.1 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DOE3 so với nhiên liệu DO vị trí 63 4.2 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DOE5 so với nhiên liệu DO vị trí 64 4.3 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DOE7 so với nhiên liệu DO vị trí 65 4.4 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DOE10 so với nhiên liệu DO vị trí 66 4.5 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE3 so với nhiên liệu DO vị trí 67 4.6 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải Nox nhiên liệu DOE5 so với nhiên liệu DO vị trí 68 4.7 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải Nox nhiên liệu DOE7 so với nhiên liệu DO vị trí 68 4.8 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 so với nhiên liệu DO vị trí 69 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình vẽ 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 Tên hình vẽ Trang Hiểm họa gia tăng nhiệt độ trái đất Ô nhiễm khí thải từ loại phương tiện giao thông đến môi trường sức khỏe người Đồ thị sản lượng trữ lượng biodiesel toàn giới Cấu trúc phân tử Ethanol Ảnh hưởng hệ số dư lượng khơng khí đến nồng độ CO So sánh nồng độ CO đường thải cho mơ hình thực nghiệm So sánh nồng độ CO theo góc đánh lửa sớm Biến thiên nồng độ số hydrocarbure theo góc quay trục khuỷa Sự hình thành HC màng lửa thành buồng cháy Nguồn phát sinh HC động đánh lửa cưỡng Biến thiên nông độ NO theo hệ số dư lượng khơng khí Phương án 1: Hòa trộn tự nhiên qua đường nạp Phương án 2: Hòa trộn cưỡng buồng cháy Phương án 3: Hòa trộn trực tiếp Bố trí lắp đặt băng thử Froude động Lắp đặt băng thử Froude động Băng thử thủy lực Froude DPX3 thông số băng thử lực Cấu tạo sơ đồ mạch điện encoder tương đối Cảm biến biến dạng Hình dạng loadcell Kết nối strain gage loadcell Mạch khuếch đại tín hiệu loadcell Card NI-6009 Thiết bị AVL733S Thiết bị đo khí xả KGENG Đặc tính tải Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DO điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DO điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% 10 20 20 21 21 22 23 26 27 28 29 40 40 41 42 43 43 44 44 45 45 46 49 51 52 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE3 điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DOE3 điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE5 điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DOE5 điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DOE7 điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Đồ thị diễn biến nồng độ khí thải CO2 nhiên liệu DOE10 điểm đo vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Diễn biến nồng độ khí thải CO2 DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 10% vị trí Diễn biến nồng độ khí thải CO2 DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 30% vị trí Diễn biến nồng độ khí thải CO2 DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 50% vị trí Diễn biến nồng độ khí thải CO2 DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 70% vị trí Diễn biến nồng độ khí thải NOx DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 10% vị trí Diễn biến nồng độ khí thải NOx DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 30% vị trí Diễn biến nồng độ khí thải NOx DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 50% vị trí Diễn biến nồng độ khí thải NOx DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 70% vị trí Đồ thị so sánh khí thải CO2 nhiên liệu DOE3 với DO vị trí 10%, 30%, 50%, 70% 52 53 53 54 54 55 55 56 57 58 58 59 60 61 61 62 63 68 tính exel Kết tỷ lệ NOx DOE5/DO giảm bảng tính mang dấu dương (+) tăng bảng tính mang dấu âm (-) thể qua bảng 4.6 Bảng 4.6 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE5 so với nhiên liệu DO vị trí BẢNG SO SÁNH TỶ LỆ TĂNG GIẢM NOx CỦA NHIÊN LIỆU DOE5 SO VỚI DO Ở CÁC VỊ TRÍ THANH RĂNG 10%, 30%, 50%, 70% 10% Thanh 30% Thanh 50% Thanh 70% Thanh - 3,54 % 14,34 % 7,27 % 20,44 % - Tương ứng với vị trí 10% tỷ lệ tăng nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE5 so với nhiên liệu DO mức 3,54% Tương tự vị trí 30% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE5 so với nhiên liệu DO mức 14,34% Đối với vị trí 50% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE5 so với nhiên liệu DO mức 7,27% vị trí 70% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE5 so với nhiên liệu DO mức 20,44% - Tỷ lệ nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE5 tăng, giảm so với nhiên liệu DO thể qua đồ thị hình 4.14 ĐỒ THỊ SO SÁNH KHÍ THẢI NOx CỦA NHIÊN LIỆU DOE5 VỚI DO Ở CÁC VỊ TRÍ THANH RĂNG Nồng độ(ppm) 600 500 400 300 DO 200 DOE5 100 12.25 23.28 31.15 39.28 Nm Hình 4.14 Đồ thị so sánh khí thải NOx nhiên liệu DOE5 với DO vị trí 10%, 30%, 50%, 70% c So sánh nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 với nhiên liệu DO vị trí răng: Từ kết số liệu thí nghiệm ta tính tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 so với nhiên liệu DO vị trí thơng qua bảng tính exel Kết tỷ lệ NOx DOE7/DO giảm bảng tính mang dấu dương (+) tăng bảng tính mang dấu âm (-) thể qua bảng 4.7 Bảng 4.7 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 so với nhiên liệu DO vị trí 69 BẢNG SO SÁNH TỶ LỆ TĂNG GIẢM NOx CỦA NHIÊN LIỆU DOE7 SO VỚI DO Ở CÁC VỊ TRÍ THANH RĂNG 10%, 30%, 50%, 70% 10% Thanh 30% Thanh 50% Thanh 70% Thanh 0,57 % 12,41% 16,08% 13,62 % - Tương ứng với vị trí 10% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 so với nhiên liệu DO mức 0,57% Tương tự vị trí 30% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 so với nhiên liệu DO mức 12,41% Đối với vị trí 50% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 so với nhiên liệu DO mức 16,08% vị trí 70% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 so với nhiên liệu DO mức 13,62% - Tỷ lệ nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE7 giảm so với nhiên liệu DO thể qua đồ thị hình 4.15 ĐỒ THỊ SO SÁNH KHÍ THẢI NOx CỦA NHIÊN LIỆU DOE7 VỚI DO Ở CÁC VỊ TRÍ THANH RĂNG Nồng độ(ppm) 600 500 400 300 DO 200 DOE7 100 12.25 23.28 31.15 39.28 Nm Hình 4.15 Đồ thị so sánh khí thải NOx nhiên liệu DOE7 với DO vị trí 10%, 30%, 50%, 70% d So sánh nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 với nhiên liệu DO vị trí răng: Từ kết số liệu thí nghiệm ta tính tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 so với nhiên liệu DO vị trí thơng qua bảng tính exel Kết tỷ lệ NOx DOE10/DO giảm bảng tính mang dấu dương ( ) tăng bảng tính mang dấu âm (-) thể qua bảng 4.8 Bảng 4.8 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 so với nhiên liệu DO vị trí BẢNG SO SÁNH TỶ LỆ TĂNG GIẢM NOx CỦA NHIÊN LIỆU DOE10 SO VỚI DO Ở CÁC VỊ TRÍ THANH RĂNG 10%, 30%, 50%, 70% 10% Thanh 30% Thanh 50% Thanh 70% Thanh - 18,59 % 1,14 % 5,89% 6,48% 70 - Tương ứng với vị trí 10% tỷ lệ tăng nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 so với nhiên liệu DO mức 18,59% Đối với vị trí 30% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 so với nhiên liệu DO mức 1,14% Đối với vị trí 50% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 so với nhiên liệu DO mức 5,89% vị trí 70% tỷ lệ giảm nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 so với nhiên liệu DO mức 6,48% - Tỷ lệ nồng độ khí thải NOx nhiên liệu DOE10 tăng, giảm so với nhiên liệu DO thể qua đồ thị hình 4.16 ĐỒ THỊ SO SÁNH KHÍ THẢI NOx CỦA NHIÊN LIỆU DOE10 VỚI DO Ở CÁC VỊ TRÍ THANH RĂNG 600 Nồng độ(ppm) 500 400 300 DO 200 DOE10 100 12.25 23.28 31.15 39.28 Nm Hình 4.16 Đồ thị so sánh khí thải NOx nhiên liệu DOE10 với DO vị trí 10%, 30%, 50%, 70% 4.1.5 Đánh giá ô nhiễm môi trƣờng động sử dụng loại nhiên liệu DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 Về nồng độ khí thải CO2 chế độ vận hành 10%; 30%; 50%; 70% vị trí động sử dụng nhiên liệu DOE3, DOE5, DOE7 có nồng độ CO2 thành phần khí thải thấp so với nhiên liệu DOE10 DO Đặc biệt nhiên liệu DOE7 nồng độ khí thải giảm rõ rệt từ 10,45% đến 18,09% so với nhiên liệu Diesel Về nồng độ khí thải NOx, Động sử dụng nhiên liệu DOE3, DOE5, DOE7 có nồng độ khí thải NOx thấp nhiều so với nhiên liệu DOE10 DO Đặc biệt với nhiên liệu DOE7 nồng độ khí thải giảm rõ rệt từ 0,57% đến 16,08% so với nhiên liệu Diesel 4.2 KẾT LUẬN CHƢƠNG Bằng kết đo đạc thực tế sử dụng cơng cụ vẽ Excel ta có kết mang tính khoa học chắn Đó hình thành thành phần khí thải đốt cháy nhiên liệu DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 phù hợp với nghiên cứu lý thuyết + Mức độ ô nhiễm hỗn hợp nhiên liệu tăng tuyến tính theo chế độ tải 71 + Ở chế độ vận hành động cơ, mức độ khí thải nhiễm NOx, CO2 mẫu DOE3, DOE5, DOE7 thấp diesel ngun thủy, có mẫu DOE10 mức độ khí thải ô nhiễm cao + Đặc biệt động sử dụng nhiêu liệu DOE7 mức độ khí thải ô nhiễm NOx, CO2 thấp so với nhiên liệu tương ứng với vị trí 10%, 30%, 50%, 70% Một số hạn chế thí nghiệm: + Phần thực nghiệm bị giới hạn tới 70% (để đảm bảo tuổi thọ động theo u cầu chun viên phòng thí nghiệm) Vì ethanol có nước ảnh hưởng đến độ bền tuổi thọ hệ thống nhiên liệu chi tiết đệm roăng cao su Việc bôi trơn hệ thống hiệu Khơng đánh giá độ khói khí thải hạn chế thiết bị thí nghiệm + Với quy mô đề tài sâu nghiên cứu thực nghiệm thành phần khí thải CO2 NOx; chất khí quan trọng gây hiệu ứng nhà kính, theo nghiên cứu nhà khoa học CO2 đóng góp 50% vào việc gây hiệu ứng nhà kính, CH4 13%, Nitơ 5% + Thành phần khí thải CO HC có tỷ lệ nhỏ nên khơng đánh giá 72 KẾT LUẬN CHUNG Với hệ thống trang thiết bị thực nghiệm phòng thí nghiệm Động Khoa Cơ khí giao thơng trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực nghiệm luận văn hoàn thành tốt có độ tin cậy cao Qua phần đánh giá so sánh phân tích tiêu chí nhiễm khí thải động Vikyno EV2600NB sử dụng nhiên liệu DO, DOE3, DOE5, DOE7, DOE10 tác giả đến số kết luận sau: + Kết thí nghiệm phù hợp với lý thuyết thực tiễn động Diesel tĩnh + Bộ điều tốc động làm việc theo đặc tính điều chỉnh + Cơng suất động mức độ ô nhiễm hỗn hợp nhiên liệu tăng tuyến tính theo chế độ tải + Ở chế độ vận hành động cơ, mức độ khí thải nhiễm NOx CO2 mẫu DOE3, DOE5, DOE7 thấp diesel nguyên thủy, có mẫu DOE10 mức độ khí thải nhiễm cao + Tỷ lệ phối trộn tốt ứng với chế độ vận hành động để tiêu ô nhiễm thấp hỗn hợp nhiên liệu DOE7 (có nồng độ CO2 giảm từ 10,45% đến 18,09% NOx giảm từ 0,57% đến 16,08% so với nhiên liệu Diesel) 73 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỂ TÀI - Nghiên cứu thử nghiệm hỗn hợp nhiên liệu Ethanol diesel loại động khác nhau, thử nghiệm thực tế trình vận hành động - Nghiên cứu mức độ phát thải với nhiên liệu có tỷ lệ % ethanol cao tiến tới thử nghiệm thực tế với loại nhiên liệu - Nghiên cứu giải pháp thay đổi góc phun tối ưu sử dụng nhiên liệu hỗn hợp nhiên liệu Ethanol diesel tỉ lệ Ethanol cao - Nghiên cứu đánh giá hao mòn chi tiết động sử dụng nhiên liệu hỗn hợp nhiên liệu Ethanol diesel tỷ lệ phối trộn cao 74 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Văn Ga; Ơ tơ nhiễm mơi trường; Năm xuất 1999 [2] Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Trần Thanh Hải Tùng; Ơ tơ nhiễm mơi trường; Năm xuất 1999 [3] Nguyễn Huỳnh Hưng Mỹ; Nghiên cứu dùng cồn Etylic sản xuất nước pha chế xăng thương phẩm có trị số octan cao giai đoạn 3; Đề tài khoa học - Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam; Năm xuất 2009 [4] Nguyễn Quang Trung; Nghiên cứu động diesel sử dụng hỗn hợp Ethanol-khơng khí hòa trộn trước, Luận án thạc sĩ kỹ thuật Động Nhiệt [5] TCVN 6438:2005, Phương tiện giao thông đường bộ- giới hạn lớn cho phép khí thải [6] Trần Đức Lương; Hiểm họa biến đổi khí hậu tồn cầu Việt Nam nhìn từ Việt Nam, Hà Nội; Năm xuất 2007 Tiếng Anh: [7] Robert Waytulonis, David Kittelson, and Darrick; E20 Effects in Small Non-Road SI Engines, A literature and Information Search” Zarling University of Minnesota Center for Diesel; 2008 [8]W.B EARL; “Alcohol use in engines” Elsevier Science Publishers B.V, pp 1-12; 1984 [9]Hunter Mack, Salvador M Aceves, Robert W Dibble; “Demonstrating direct use of wet alcohol in a homogeneous charge compression ognition (HCCI) engine”, ScienceDirect; 2009 [10] Andrzej Kowalewicez, Grzegorz Pawlak; “Preliminary investigation of diesel engine with addtion injection of ethyl alcohol”, joural of KONES Internaral Combuston Engines TR-10; 2002 [11] Wendel Goezt, Chris Baringer, David Thurston; “From a duel fuel diesel-ethanol farm tractor to an Optium 4-strock heavy-duty ethanol engine” Ortech Corporation, Canada -7 TR; 2005 [12] V Ganesan; Internal Combustion Engines; 2003 [13] Kanit Wattanavichien, Akihiko Azetsu; Studies of Visualized Diesohol Combustion Phenomena in IDI Engine, c2-2-054.pdf, Thailand; 2004 [14] Department of the Environment and Heritage; Setting National Fuel Quality Standards, diesohol.pdf, Australian; May 2004 [15] Robert E Reynolds; e-diesel-consortium-diesohol.pdf; July 01, 2004 [16] APACE Research; apace-research-diesohol.pdf, 1ch7.pdf, 2ch7.pdf [17] Emma Campbell; IFQCFinal report.pdf; June 2004 [18] Bob Gordon; Renewable-fuels-aust-diesohol.pdf; 12 July 2004 75 Websites [19] http://candaithanh.com/News-detail-Cam-bien-ve-do-luc.html [20] http://www.picvietnam.com/download/Encoder_Design.exe [21] http://www.cop21paris.org/ [22] http://ec.europa.eu/energy/res/events/doc/biofuels/presentation_bonazza.pdf (20-092014 22:47:01) Nhiên liệu sinh học Hoa Kỳ- Tiêu chuẩn quy định [23] www.deh.gov.au/atmosphere/cleaner-fuels/publications/diesohol.html [24] http://thuvienphapluat.vn 32 [25] http://www.picvietnam.com/forum/archive/index.php/t-851.html [26] http://vi.wikipedia.org/wiki/LabVIEW Phụ lục 3.1 Khi sử dụng nhiên liệu DOE3 Vị trí MGPgeLần n DOE3 DOE3 DOE3 DOE3 đo [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1090 4.96 0.44 0.57 777.40 1076 7.78 0.36 0.88 425.28 1071 10.49 0.50 1.18 415.59 10% 1039 14.14 0.57 1.54 398.02 1036 15.96 0.48 1.73 370.93 1025 16.76 0.72 1.80 334.98 MGPgeLần n DOE3 DOE3 DOE3 DOE3 đo [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1545 15.50 0.94 2.51 373.90 1543 22.30 1.33 3.60 369.21 1537 25.24 1.35 4.06 331.16 30% 1533 33.55 1.56 5.39 288.89 1518 36.63 1.68 5.82 288.18 1510 42.02 1.89 6.64 284.57 MGPgeLần n DOE3 DOE3 DOE3 DOE3 đo [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1794 11.32 0.82 2.13 386.15 1792 19.83 1.27 3.72 342.15 1787 27.67 1.64 5.18 316.92 50% 1785 36.57 1.99 6.84 301.20 1773 42.89 2.23 7.96 291.10 1768 50.38 2.57 9.33 287.94 MGPgeLần n DOE3 DOE3 DOE3 DOE3 đo [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 2037 14.13 1.32 3.02 438.69 2034 24.20 1.77 5.15 343.07 2018 35.64 2.32 7.53 324.53 70% 2008 45.10 2.82 9.48 307.49 1998 52.88 3.38 11.07 305.73 1979 62.19 4.18 12.89 297.32 NOx- CO2DOE3 DOE3 199 1.2 257 1.6 318 1.9 343 2.2 370 2.5 416 2.8 NOx- CO2DOE3 DOE3 135 1.3 190 2.2 289 2.9 524 4.3 698 5.1 805 5.3 NOx- CO2DOE3 DOE3 120 1.5 188 2.3 321 3.9 491 4.4 650 5.2 778 7.2 NOx- CO2DOE3 DOE3 133 2.6 214 3.7 335 4.2 514 6.1 627 7.2 630 9.1 Phụ lục 3.2 vị trí Lần đo 10% Lần đo 30% Lần đo 50% Lần đo 70% Khi sử dụng nhiên liệu DOE5 MGPgen DOE5 DOE5 DOE5 DOE5 [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1036 5.57 0.99 0.63 645.52 1089 8.35 0.41 0.94 526.06 1077 10.85 0.50 1.21 442.26 1066 14.04 0.54 1.56 421.68 1058 16.17 0.62 1.78 420.73 1051 19.47 0.70 2.13 399.80 MGPgen DOE5 DOE5 DOE5 DOE5 [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1551 10.50 0.72 1.71 438.59 1547 9.36 0.67 1.52 419.28 1543 15.07 0.92 2.43 376.20 1531 21.31 1.10 3.42 321.99 1528 26.61 1.28 4.26 301.09 1525 31.73 1.45 5.07 286.99 MGPgen DOE5 DOE5 DOE5 DOE5 [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1859 11.45 1.09 2.23 307.81 1850 20.41 1.35 3.96 487.38 1841 29.19 1.79 5.63 340.22 1827 37.33 2.14 7.14 318.43 1818 44.20 2.49 8.42 299.99 1811 53.75 2.92 10.20 295.61 MGPgen DOE5 DOE5 DOE5 DOE5 [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 2032 13.63 1.25 2.90 429.51 2029 24.10 1.82 5.12 354.60 2022 34.78 2.41 7.36 347.69 2014 45.23 2.91 9.54 326.70 1999 53.86 3.45 11.27 305.82 1982 62.52 4.51 12.98 305.44 NOx- CO2DOE5 DOE5 218 1.6 264 1.9 315 1.7 357 2.5 407 2.6 467 2.9 NOx- CO2DOE5 DOE5 183 1.8 207 1.9 277 2.5 360 2.7 511 636 4.7 NOx- CO2DOE5 DOE5 141 2.4 200 3.3 332 4.5 540 5.2 720 5.9 866 7.5 NOx- CO2DOE5 DOE5 116 2.7 196 3.8 328 5.1 495 7.6 582 8.2 603 10.4 Phụ lục 3.3 Vị trí Lần đo 10% Lần đo 30% Lần đo 50% Lần đo 70% Khi sử dụng nhiên liệu DOE7 MGPgen DOE7 DOE7 DOE7 DOE7 [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1087 5.27 0.39 0.60 648.32 1072 10.17 0.46 1.14 478.12 1063 9.69 0.52 1.08 401.85 1038 13.89 0.51 1.51 354.81 1029 16.02 0.60 1.73 349.48 1025 15.70 0.60 1.69 338.60 MGPgen DOE7 DOE7 DOE7 DOE7 [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1544 8.69 0.72 1.41 513.15 1537 14.61 0.90 2.35 380.90 1532 20.40 1.08 3.27 328.73 1528 28.15 1.32 4.50 293.17 1521 31.68 1.46 5.04 290.84 1507 35.35 1.62 5.58 289.76 MGPgen DOE7 DOE7 DOE7 DOE7 [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1814 11.33 0.98 2.15 457.68 1801 19.10 1.31 3.60 362.68 1784 26.98 1.63 5.04 323.95 1778 36.22 2.00 6.75 307.48 1764 42.29 2.25 7.81 296.51 1753 50.07 2.66 9.19 291.58 MGPgen DOE7 DOE7 DOE7 DOE7 [vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 2054 13.95 1.28 3.00 426.12 2046 25.45 1.84 5.45 337.52 2042 36.81 2.42 7.87 319.32 2024 46.83 3.01 9.93 313.24 2007 54.65 3.60 11.48 307.07 1999 58.03 3.88 12.15 303.08 NOx- CO2DOE7 DOE7 195 1.20 259 1.70 315 1.90 338 2.20 385 2.50 429 2.30 NOx- CO2DOE7 DOE7 141 1.50 203 2.20 280 2.70 415 3.60 501 3.60 683 4.90 NOx- CO2DOE7 DOE7 128 1.80 169 2.30 318 3.10 470 4.60 605 5.30 747 6.00 NOxCO2DOE7 DOE7 125 1.90 194 3.30 373 5.40 562 6.40 604 7.40 661 9.50 Phụ lục 3.4 Khi sử dụng nhiên liệu DOE10 Vị trí Lần đo 10% Lần đo 30% Lần đo 50% Lần đo 70% MGPgen DOE10 DOE10 DOE10 DOE10 NOx[vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] DOE10 1149 1141 1131 1117 1091 1085 5.55 7.83 11.25 14.79 16.65 18.73 0.50 0.64 0.74 0.80 0.90 0.99 0.67 0.94 1.33 1.73 1.90 2.13 752.40 687.57 553.59 474.12 463.80 462.96 218 287 359 420 490 557 MGPgen NOxDOE10 DOE10 DOE10 DOE10 [vòng/phút] DOE10 [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] 1576 1562 1557 1547 1536 1518 8.41 14.12 21.41 24.98 32.16 37.48 0.91 1.02 1.30 1.50 1.70 1.87 1.39 2.31 3.49 4.05 5.17 5.96 658.26 439.39 372.61 371.03 329.52 322.46 176 254 340 454 560 764 MGPgen DOE10 DOE10 DOE10 DOE10 NOx[vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] DOE10 1791 1783 1776 1769 1762 1753 11.97 19.94 29.90 36.66 47.45 49.68 1.17 1.59 1.84 2.20 2.54 2.79 2.24 3.72 5.56 6.79 8.75 9.12 519.36 426.24 330.49 324.00 306.02 290.02 129 227 347 485 714 831 MGPgen DOE10 DOE10 DOE10 DOE10 NOx[vòng/phút] [Nm] [kg/h] [kW] [g/kWh] DOE10 2051 2039 2027 2012 2008 1998 11.21 21.81 34.39 45.78 52.32 56.80 1.29 1.91 2.51 3.01 3.53 3.87 2.41 4.66 7.30 9.64 11.00 11.88 537.47 410.14 344.38 325.25 320.93 311.89 121 232 367 590 695 742 CO2DOE10 1.60 2.20 2.60 3.10 3.70 4.00 CO2DOE10 2.20 2.50 3.10 3.70 4.80 5.80 CO2DOE10 2.70 3.90 5.40 5.60 7.80 8.10 CO2DOE10 2.8 4.10 5.10 7.70 9.70 11.00 TẬP ĐỒN XĂNG DẦU VIỆT NAM CƠNG TY XĂNG DẦU KHU VỰC V – TNHH MTV PHÒNG THỬ NGHIỆM XĂNG DẦU 77 Lê Văn Hiến – Q Ngũ Hành Sơn – TP Đà Nẵng ĐT: 0511 956 786 FAX:0511 958 576 PHIẾU KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TÊN MẪU: ĐƠN VỊ GỬI MẪU: NGUỒN MẪU: NGÀY NHẬN MẪU: 10/06/2017 CHỈ TIÊU LÝ HÓA (ITEMS) STT (No) Tỷ trọng 15OC Màu ASTM MÃ SỐ MẪU: PP LẤY MẪU: GHI CHÚ: SỐ NIÊM TẠI PTN: Diesel Oil + 5% Ethanol Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Mẫu pha chế nghiên cứu (Density at 15OC) Độ nhớt 40 C Bắt cháy cốc kín Hàm lượng Lưu huỳnh Hàm lượng nước (Kinematic viscosity) (Flash point closed cup) - KẾT QUẢ GHI CHÚ (RESULTS) (REMARK) ĐV TÍNH (UNIT) PP THỬ (METHOD) kg/l  D 1298-12b  D 4052-11 0,8304 D 1500-12 - cSt D 445-15 2,826 O D 93-16