Nghiên cứu đặc tính quá trình cháy động cơ diesel 01 xy lanh phun trực tiếp sử dụng nhiên liệu biodiesel sản xuất bằng phương pháp siêu tới hạn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM - - NGUYỄN HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH Q TRÌNH CHÁY ĐỘNG CƠ DIESEL 01 XY-LANH PHUN TRỰC TIẾP SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL SẢN XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU TỚI HẠN Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực Mã số: 605235 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH Q TRÌNH CHÁY ĐỘNG CƠ DIESEL 01 XY-LANH PHUN TRỰC TIẾP SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL SẢN XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU TỚI HẠN HVTHV: Nguyễn Hồng Hải MSHV: 13131077 GVHD: TS Nguyễn Ngọc Dũng TS Phạm Tuấn Anh TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2016 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Ngọc Dũng TS Phạm Tuấn Anh Cán chấm phản biện 1: TS Huỳnh Thanh Công Cán chấm phản biện 2: TS Nguyễn Văn Trạng Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM Ngày 12 tháng 01 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: Chủ tịch : TS Nguyễn Lê Duy Khải Phản biện : TS Huỳnh Thanh Công Phản biện : TS Nguyễn Văn Trạng Ủy Viên : TS Nguyễn Chí Thanh Ủy Viên kiêm Thư ký : TS Hồng Đức Thông Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau Luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN HỒNG HẢI Ngày, tháng, năm sinh: 19/09/1982 Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực MSHV: 13131077 Nơi sinh: Đăk Lăk I TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu đặc tính q trình cháy động diesel 01 xy-lanh phun trực tiếp sử dụng nhiên liệu biodiesel sản xuất phương pháp siêu tới hạn” NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Tìm hiểu phương pháp sản xuất biodiesel điều chế từ dầu hạt cao su Xây dựng mơ hình dự đốn tính chất nhiên liệu (nhiệt trị, tỷ trọng, độ nhớt, số cetane) dựa thành phần cấu tử tinh khiết nhiên liệu biodiesel (thu qua phân tích GC-MS) so sánh với số liệu dự đoán lý thuyết thực nghiệm  Thử nghiệm mẫu nhiên liệu DO, B5S, B10S, B100S, B5C, B10C, B100C động Kubota RT125 DI 01 xy lanh phun trực tiếp Đánh giá đặc tính q trình cháy nhiên liệu biodiesel điều chế từ dầu hạt cao su sản xuất hai phương pháp: chuyển hóa ester hai giai đoạn phương pháp methanol siêu tới hạn tốc độ động 1600 vòng/phút với mức tải thay đổi để làm sở phân tích tính vận hành phát thải động II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 19 tháng 01 năm 2015 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 06 tháng 12 năm 2015 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN NGỌC DŨNG; TS PHẠM TUẤN ANH Tp HCM, ngày 06 tháng 12 năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Cán hướng dẫn Ký tên NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Cán hướng dẫn Ký tên NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Cán hướng dẫn Ký tên LỜI CẢM ƠN  Trước hết, xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Ngọc Dũng TS Phạm Tuấn Anh Trong suốt trình thực Luận văn này, thầy ln người tận tình hướng dẫn giúp đỡ để đạt kết tốt đẹp Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, quý thầy Khoa Kỹ thuật giao thông truyền đạt cho kiến thức quý báu, kinh nghiệm thực tế đầy ý nghĩa học suốt năm vừa qua Đó thực tảng vững giúp tơi hồn thành tốt Luận văn Tôi muốn gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo, Ban giám hiệu Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân sự, Khoa Ơtơ tạo điều kiện cho tơi suốt năm vừa qua Tiếp đến, muốn gửi lời cảm ơn đến quý thầy, cô; Huỳnh Thanh Cơng, Trần Đăng Long, Trần Tiến Dũng, Đinh Quốc Trí, Hồ Phi Long, Vũ Thị Kim Chi, Trương Trần Hoàng Đức bạn sinh viên Phịng thí nghiệm Trọng điểm Động đốt hỗ trợ mặt Tôi xin gửi lời cảm ơn đến cô PGS.TS Lê Thị Kim Phụng, anh Lê Tấn Việt, bạn Ánh Tuyết Khoa Kỹ thuật Hóa Học, Trường ĐH Bách khoa Tp HCM giúp đỡ trình điều chế nhiên liệu phục vụ cho việc thực Luận văn Thạc sĩ Nghiên cứu tài trợ dự án AUN-SEED/Net khuôn khổ Đề tài mã số HCMUT CRA1401 Sau cùng, khơng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè người thân Họ chỗ dựa tinh thần quý giá để vững bước đường qua tới Mặc dù cố gắng việc chuẩn bị nội dung hình thức trình bày thiếu sót viết khơng thể tránh khỏi Kính mong góp ý chân thành cua q thầy, Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 12 năm 2015 Nguyễn Hồng Hải TÓM TẮT Nhiên liệu dầu sinh học (biodiesel) xem nguồn nhiên liệu quan trọng thay cho nhiên liệu truyền thống nhằm giải vấn đề an ninh lượng ô nhiễm mơi trường Mục đích nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của hỗn hơ ̣p nhiên liê ̣u biodiesel sản xuấ t từ dầ u ̣t cao su bằ ng phương pháp siêu tới ̣n phương pháp xúc tác hai giai đoạn lên các đă ̣c tính công suấ t, khí thải và quá trình cháy của đô ̣ng diesel phun nhiên liê ̣u trực tiế p đô ̣ng Các loa ̣i nhiên liê ̣u đươ ̣c thử nghiê ̣m bao gồ m nhiên liê ̣u diesel (DO), B5S, B5C, B10S, B10C B100S, B100C (100% biodiesel từ dầ u ̣t cao su) Kế t quả thử nghiê ̣m cho thấ y thành phầ n ô-xy nhiên liê ̣u biodiesel và hỗn hơ ̣p của nó với diesel giúp cải thiê ̣n quá triǹ h cháy, giảm thời gian cháy trễ, tăng hiê ̣u suấ t nhiê ̣t và giảm đáng kể lươ ̣ng phát thải khói đen từ đô ̣ng Tuy nhiên, sự cải thiê ̣n quá trình cháy làm tăng nhe ̣ thành phầ n phát thải NOx từ ̣ng Kế t quả nghiên cứu đã đóng góp cho q trình phát triển ứng dụng nhiên liệu biodiesel, đă ̣c biê ̣t nhiên liê ̣u biodiesel sản xuấ t từ dầ u ̣t cao, giúp nâng cao nhâ ̣n thức về viê ̣c ứng du ̣ng nhiên liê ̣u thay thế , cải thiê ̣n kinh tế điạ phương ta ̣i Viê ̣t Nam Abstract: Biodiesel fuel has been considered to be one of the important alternative sources to solve such problems as food security and pollution In this research, the effects of biodiesel mixture, including DO, B5S, B5C, B10S, B10C, B100S and B100C produced from rubber seed oil through the method of supercritical methanol and two step trans-esterification method, on the characteristics of output power, exhaust, and combustion of direct-injection diesel engine were studied The experiment resule shows that oxygen component in biodiesel fuel and the mixture of biodiesel and diesel helps boost combustion, reduce ignition delay, increase brake termal efficiency, and cut a considerable amount of smoke density emitted from the engine; however, the impoved combustion has made the amount of emitted NOx increase softly The results gained from this research have made certain contributions to the development of biodiesel fuel usage, especially biodiesel produced from rubber seed oil, enhance the knowledge in the use of alternative fuel, and improve local economic conditions in Vietnam LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực Các số liệu thực nghiệm, kết nêu nghiên cứu trung thực chưa công bố tác giả hay công trình khác Các thơng tin, tài liệu trích dẫn Luận văn ghi rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Nguyễn Hồng Hải ... ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH QUÁ TRÌNH CHÁY ĐỘNG CƠ DIESEL 01 XY- LANH PHUN TRỰC TIẾP SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL SẢN XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU TỚI HẠN HVTHV: Nguyễn... khí động lực MSHV: 13131077 Nơi sinh: Đăk Lăk I TÊN ĐỀ TÀI: ? ?Nghiên cứu đặc tính q trình cháy động diesel 01 xy- lanh phun trực tiếp sử dụng nhiên liệu biodiesel sản xuất phương pháp siêu tới hạn? ??... Nhiên liệu Biodiesel 19 2.4.1 Giới thiệu nhiên liệu biodiesel 19 2.4.2 Nguồn nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu biodiesel từ thực vật 19 2.4.3 Các phương pháp sản xuất nhiên