Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng Biogas nén cho mô tô với mục đích giảm thiểu ô nhiễm môi trường, làm phong phú nguồn nhiên liệu dùng cho động cơ đốt trong, luận án còn hướng tới mục đích sử dụng rộng rãi hơn nguồn nhiên liệu sinh học thay thế này một cách hiệu quả.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN VĂN ĐÔNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BIOGAS NÉN CHO MÔ TÔ Chuyên ngành: Kỹ thuật Động nhiệt Mã số: 62.52.34.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2013 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn I : GS.TSKH Bùi Văn Ga Người hướng dẫn II : TS Nguyễn Hoàng Việt Người hướng dẫn III : PGS.TS Nguyễn Đình Lâm Phản biện Phản biện Phản biện : GS.TS Phạm Minh Tuấn : GS.TS Vũ Đức Lập : PGS.TS Trần Văn Nam Luận án bảo vệ Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Động nhiệt họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 28 tháng 12 năm 2013 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Trung tâm Thông tin – Tư liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU để xác lập đường đặc tính hệ số tỷ lệ tương đương theo tải TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: Khác với nước công nghiệp phát động cơ; nghiên cứu mơ hình hóa q trình cháy hỗn hợp biogas-khơng triển, phương tiện giao thơng thành phố nước ta xe khí động xe gắn máy Honda wave α 110cc sở so sánh gắn máy hai bánh Hiện tại, Việt Nam có 30 triệu xe gắn máy mơ hình thực nghiệm lưu hành số dự báo tiếp tục gia tăng với tốc độ lớn Nghiên cứu thực nghiệm: Thực nghiệm đo diễn biến áp suất năm Ơ nhiễm mơi trường khơng khí thành phố buồng cháy động xe gắn máy Honda wave α 110cc sử dụng lớn nước ta khí thải xe gắn máy gây ngày trở nên trầm trọng nhiên liệu xăng RON92 nhiên liệu biogas nén 85% CH4 Trên sở Chính thế, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng biogas nén cho mơ luận án xây dựng lý thuyết tương ứng để xác lập mơ hình hóa cho tơ” luận án có ý nghĩa to lớn cấp thiết q trình cháy MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Ngồi mục đích giảm thiểu nhiễm mơi Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI: trường, làm phong phú nguồn nhiên liệu dùng cho động đốt trong, Nghiên cứu liên quan đến hệ thống cung cấp q trình cháy luận án cịn hướng tới mục đích sử dụng rộng rãi nguồn nhiên liệu động xe gắn máy sử dụng nhiên liệu biogas nén sinh học thay cách hiệu chưa có cơng trình khoa học cơng bố Vì vậy, luận án khơng ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Theo phân tích đây, luận án có ý nghĩa khoa học mà cịn mang tính thực tiễn cao tình chọn đối tượng nghiên cứu động xe gắn máy Honda wave α 110cc hình nguồn lượng hóa thạch có dấu hiệu khủng hoảng, dầu mỏ sử dụng nhiên liệu biogas cạn kiệt biến đổi khí hậu ngày trở nên nghiêm trọng PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Do tính chất phức tạp vấn đề nghiên cứu, luận án giới hạn nghiên cứu vấn đề sau đây: - Bố cục luận án phần mở đầu, kết luận hướng phát triển đề tài, nội dung trình bày chương với cấu Nghiên cứu công nghệ lọc lưu trữ biogas làm nhiên liệu cung trúc sau: cấp cho xe gắn máy Honda wave α 110cc ; Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu khí Nghiên cứu q trình cung cấp trình cháy động xe biogas cho động đốt gắn máy Honda wave α 110cc sử dụng nhiên liệu biogas nén Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết sử dụng biogas làm nhiên liệu cho xe mơ hình hóa thực nghiệm; gắn máy Honda wave α 110cc PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Luận án sử dụng phương pháp nghiên Chương 3: Nghiên cứu tính tốn mơ q trình cháy động cứu lý thuyết mơ hình hóa kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm xe gắn máy Honda wave α 110cc sử dụng nhiên liệu biogas Nghiên cứu lý thuyết mơ hình hóa: Nghiên cứu q trình Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm cung cấp nhiên liệu biogas nén cho động xe gắn máy Honda wave α Chương 5: So sánh kết mô với thực nghiệm động xe gắn 110cc phương pháp hút qua họng venturi cụm van ba chức máy Honda wave α 110cc sử dụng biogas nén Chương TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU KHÍ BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Vấn đề lượng mơi trường Trước tình hình nguồn nhiên liệu hóa thạch lâm vào khủng hoảng cạn kiệt vấn đề ô nhiễm môi trường trở nên ngày trầm trọng, để giảm nồng độ chất ô nhiễm từ khí xả động phương tiện giao thông giới, đề tài đề xuất giải pháp sử dụng nguồn nhiên liệu “sạch” cho xe gắn máy: khí sinh học biogas 1.2 Đặc điểm khí sinh học biogas Biogas (khí sinh học) sản phẩm khí sinh từ q trình phân hủy kỵ khí hợp chất hữu Thành phần chủ yếu biogas khí methane (CH4) khí cacbonic (CO2) Chất thải hữu từ nguồn khác sử dụng để sản xuất biogas 1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng biogas làm nhiên liệu cho động đốt 1.3.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng biogas giới Công nghệ sản xuất biogas làm nhiên liệu cho động phát triển hoàn chỉnh, bao gồm giai đoạn: nâng cấp biogas đạt tiêu chuẩn nhiên liệu động cơ, vận chuyển đường ống, nén, lưu trữ, cung cấp cho nhiều mục đích sử dụng trình bày hình 1.10 Những nghiên cứu ảnh hưởng đến tính kỹ thuật động sử dụng biogas làm nhiên liệu thay như: Tỷ số nén, góc đánh lửa sớm tối ưu, tốc độ cháy hỗn hợp biogas – khơng khí, mức độ phát thải chất ô nhiễm, đánh giá công suất cải tạo động sang sử dụng nhiên liệu biogas Biogas có tốc độ lan tràn màng lửa thấp loại nhiên liệu khí khác Vì vậy, góc đánh lửa sớm phải tăng để đảm bảo q trình cháy diễn hồn hảo, nâng cao hiệu suất công suất động Jewell (1986) cho góc đánh lửa sớm tối ưu động 25 kW chạy biogas chứa 60% methane nằm khoảng 330 - 450 trước điểm chết Theo Walsh (1986) cho động 55 kW sử dụng biogas tương tự có góc đánh lửa sớm tối ưu 450 trước điểm chết 1.3.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng biogas Việt Nam GS.TSKH Bùi Văn Ga cộng Đại học Đà Nẵng nghiên cứu chuyển đổi động sử dụng nhiên liệu xăng, dầu sang sử dụng biogas Động chạy xăng dầu truyền thống chuyển đổi sang chạy biogas nhờ phụ kiện chuyển đổi nhiên liệu mang lại hiệu kinh tế - kỹ thuật bảo vệ mơi trường 1.3.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu biogas xe gắn máy Sử dụng khí biogas nén xe gắn máy vấp phải khó khăn chứa nhiên liệu áp suất cao Trường hợp lưu trữ trạng thái lỏng gặp nhiều khó khăn phải làm lạnh sâu đến nhiệt độ thấp (đến -161,50C áp suất atm CH4 tinh khiết) bình chứa phải có cấu tạo với vỏ bọc kép chân khơng chi phí cao GS.TSKH Bùi Văn Ga nhóm GATEC Đại học Đà Nẵng thành công với phụ kiện GATEC cung cấp biogas cho động tĩnh phương tiện giao thông giới Các tác giả Nguyễn Ngọc Dũng, Trần Đăng Long, Huỳnh Thanh Hình 1.10: Sơ đồ sản xuất ứng dụng biogas Thụy Điển Công cộng Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh Chương nghiên cứu phương pháp phun nhiên liệu biogas đường nạp đánh giá tính động xe gắn máy băng thử Như trình bày trên, nghiên cứu ứng dụng biogas làm nhiên cho động xe gắn máy lại chưa nghiên cứu thấu đáo, dừng lại mức đánh giá sơ sụt giảm công suất động sử dụng loại nhiên liệu phịng thí nghiệm Nhằm giải vấn đề nêu trên, luận án góp phần xử lý vấn đề quan trọng để sử dụng biogas làm nhiên liệu cho xe gắn máy, (1) nén biogas vào bình chịu áp lực, (2) cung cấp biogas nén cho xe gắn máy đảm bảo cho xe hoạt động tối ưu điều kiện vận hành, (3) tính tốn mơ q trình cháy buồng cháy so sánh thông số thị cho mơ hình thực nghiệm động xe gắn máy Honda wave α 110cc sử dụng biogas 1.4 Kết luận Kết nghiên cứu tổng quan tình hình sử dụng biogas cho động đốt cho phép rút kết luận sau: - Việc sử dụng xe gắn máy đóng góp lớn cho phát triển NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT SỬ DỤNG BIOGAS LÀM NHIÊN LIỆU CHO XE GẮN MÁY HONDA WAVE α 110cc 2.1 Yêu cầu chất lượng biogas để làm nhiên liệu cho động đốt Có thể nâng cấp biogas thành khí thiên nhiên (H2S< 4ppm, CH4> 95%, CO2< 2% thể tích, H2O