Thiết kế hệ thống thử nghiệm động cơ sử dụng nhiên liệu khí

Nội dung đề tài gồm nội dung Tổng quan về đề tài Khảo sát chung về động cơ và hệ thống thử nghiệm đang sử dụng tại phòng thí nghiệm động cơ Phân tích lựa chọn các phương án thiết kế để cung cấp nhiên liệu cho băng thử Tính toán thiết kế các chi tiết của hệ thống

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU KHÍ Sinh viên thực hiện: LÊ MINH PHỤNG Đà Nẵng – Năm 2019 i TÓM TẮT Tên đề tài : THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU KHÍ Sinh viên thực : Lê Minh Phụng Số thẻ sinh viên : 103140039 Lớp : 14C4A Chương1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Nguồn gốc, tính chất, ứng dụng nhiên liệu khí thời đại ngày cần thiết hệ thốn thử nghiệm nhiên liệu khí Chương : KHẢO SÁT CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM ĐANG SỬ DỤNG TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Giới thiệu chung động cơ, băng thử thiết bị thí nghiệm phịng thí nghiệm Chương : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ĐỂ CUNG CẤP NHIÊN LIỆU CHO BĂNG THỬ Phân tích ưu, nhược điểm phương án bố trí lắp đặt, chọn phương án tối ưu để tiến hành thực Chương : TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG Tính tốn nhiệt động : tính tốn, thiết kế, lựa chọn số chi tiết hệ thống ii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên:Lê Minh Phụng Lớp:14C4A Số thẻ sinh viên: 103140039 Khoa:.Cơ khí giao thơng Ngành:Kỹ thuật khí Tên đề tài đồ án: Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Theo tài liệu tham khảo sách giáo khoa thực tế Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: tổng quan đề tài chương 2: khảo sát chung động hệ thống thử nghiệm sử dụng phịng thí nghiệm động Chương 3: phân tích lựa chọn phương án thiết kế để cung cấp nhiên liệu cho băng thử Chương 4: tính tốn thiết kế chi tiết hệ thống Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ): -Bản vẽ sơ đồ mặt tổng thể phương án (03A3) -Bản vẽ sơ đồ hình chiếu phương án (03A3) -Bản vẽ van tiết lưu (01A3) -Bản vẽ bình chứa CH4 (01A3) Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Dương Việt Dũng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Phần/ Nội dung: 25 /02 /2019 03/06 /2019 Đà Nẵng, ngày 06 tháng 06 năm 2019 Trưởng Bộ môn Kỹ thuật ô tô Máy động lực PGS.TS Dương Việt Dũng Người hướng dẫn PGS.TS Dương Việt Dũng iii LỜI NÓI ĐẦU VÀ LỜI CẢM ƠN Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa, công nghiệp ô tô ngành công nghiệp quan trọng hàng đầu mà Nhà nước đặc biệt quan tâm trọng phát triển để xây dụng đất nước Tuy nhiên nguồn lượng lượng có nguồn gốc từ dầu mử ngày cạn kiệt xu hướng nghiên cứu sử dụng nguồn lượng tái tạo vấn đề cấp thiết hàng đầu Để sử dụng nguồn nhiên liệu thay ( đặc biệt nhiên liệu khí) cần thiết phải có hệ thống thử nghiệm động để đánh giá tiêu tính kinh tế kĩ thuật, mức phát thải ô nhiễm,… trước đưa vào sử dụng Tuy nhiệm vụ khó khăn với niềm đam mê sinh viên ngành Cơ khí động lực khoa Cơ khí giao thơng nên em nhận đề tài “ Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí” Sau thời gian năm học trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, dạy bảo hướng dẫn tận tình Thầy giáo, chúng em tiếp thu kiến thức mà thầy cô truyền đạt Mỗi sinh viên cần phải qua đợt tìm hiểu thực tế để kiểm tra bổ sung thêm kiến thức học Do q trình thực tập tốt nghiệp làm đồ án tốt nghiệp điều cần thiết sinh viên, khơng giúp cho sinh viên tiếp xúc làm quen với chi tiết, hệ thống học lý thuyết đồng thời trau dồi thêm kỹ mềm Microsoft Word, Excel, Auto Cad, mà giúp cho ta áp dụng kiến thức vào thực tế để giải vấn đề kỹ thuật có liên quan đến Do kiến thức cịn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo thiếu sót điều kiện thời gian khơng cho phép nên đồ án tốt nghiệp chúng em không tránh khỏi thiếu sót, kính mong Thầy giáo môn bảo để đồ án chúng em hoàn thiện Cuối chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Dương Việt Dũng tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đề tài Và chúng em xin gởi lời cảm ơn đến Thầy cô giáo khoa Cơ khí Giao thơng bạn sinh viên khoa giúp em hồn thành đề tài Đà Nẵng, ngày 06 tháng 06 năm 2019 Sinh viên Lê Minh Phụng iv CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài riêng em không trùng lặp với đề tài đồ án tốt nghiệp trước Đề tài sản phẩm mà em nỗ lực nghiên cứu suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Các thông tin, số liệu sử dụng tính tốn từ tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định Nếu có sai phạm em xin chịu hồn tồn trách nhiệm Đà Nẵng, ngày 06, tháng 06, năm 2019 Sinh viên thực Lê Minh Phụng v MỤC LỤC TÓM TẮT iii NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI NÓI ĐẦU VÀ LỜI CẢM ƠN iv CAM ĐOAN v MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC BẢNG HÌNH VẼ ix DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU .1 Chương : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1.Vài nét nhiên liệu khí 1.1.1 Nhiên liệu khí ứng dụng thực tế nhiên liệu khí động đốt 1.1.2.Nguồn gốc tính chất vấn đề sử dụng nhiên liệu khí…………….3 1.2 Sự cần thiết băng thử động sử dụng nhiên liệu khí tình hình thực tế sử dụng 1.3 Mục đích, ý nghĩa đề tài nghiên cứu Chương : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ THỬ NGHIỆM VÀ BĂNG THỬ ĐANG SỬ DỤNG TẠI PHỊNG THÍ NGHIỆM 2.1 Giới thiệu chung động thử nghiệm 2.1.1 Đặc điểm chung kết cấu động Vikyno EV 2600-NB 2.1.2 Đặc điểm hệ thống nhiên liệu động Vikyno EV 2600- NB 11 2.2 Khảo sát chung băng thử froude sơ đồ lắp đặt phịng thí nghiệm 13 2.2.1 Giới thiệu chung băng thử thủy lực FROUDE 13 2.2.2 Nguyên lí làm việc băng thử FROUDE 14 2.2.3 Giới thiệu cảm biến lắp đặt băng thử 15 2.2.4.Giới thiệu thiết bị tiêu hao nhiên liệu AVL 733S .20 2.2.5 Sơ đồ lắp đặt phòng thí nghiệm .22 Chương 3: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ĐỂ CUNG CẤP NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ TRÊN BĂNG THỬ 23 3.1 Lắp đặt bình chứa nhiên liệu khí bên phịng thí nghiệm để cung cấp cho hệ thống thử nghiệm 23 3.2.Xây dựng phòng riêng biệt bên phòng thí nghiệm để đặt bình nhiên liệu hệ thống thử nghiệm .26 vi 3.3.Đặt bình chứa nhiên liệu khí bên ngồi phịng thí nghiệm dẫn khí từ bên vào .27 Chương : Tính tốn thiết kế chi tiết hệ thống 30 4.1.Tính toán nhiệt động EV-2600 NB dùng hỗn hợp nhiên liệu khí với thành phần cho trước .30 4.1.1 Thông số cho trước động 30 4.1.2 Thông số chọn động .30 4.1.3 Q trình tính toán 31 4.1.4 Tính tốn thiết kế hồ trộn khí nén khơng khí 40 .41 4.2 Phân tích lựa chọn bình nhiên liệu khí, hệ thống van đường ống dẫn khí 4.2.1 Phân tích lựa chọn tính tốn tiết lưu mạch cung cấp 45 4.2.3 Các bình nhiên liệu khí 50 4.2.4 Van giảm áp bình chứa .51 4.1.5.Lưu lượng kế 52 4.3 vấn đề an toàn sử dụng nhiên liệu khí 54 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ BẢNG 1.1 Một số tính chất biogas BẢNG 1.2 Thành phần tính chất biogas BẢNG 2.1 Thông số kỹ thuật động Vikyno EV-2600 BẢNG 4.1 Các thông số cho trước động BẢNG 4.2 Các thông số chọn động BẢNG 4.3 Các giá trị an BẢNG 4.4 Bảng thông số kích thước bình CH4 BẢNG 4.5 Bảng thơng số kích thước bình H2 BẢNG 4.6 Bảng thơng số kích thước bình CO2 HÌNH 2.1 Động diesel EV 2600 HÌNH 2.2 Thơng số kỹ thuật động HÌNH 2.3 MẶt cắt dọc động Vikyno EV 2600 HÌNH 2.4 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động EV 2600 HÌNH 2.5 Sơ đồ ngun lí băng thử Froude HÌNH 2.6 Cấu tạo băng thử Froude HÌNH 2.7 Cảm biến tốc độ động encoder HÌNH 2.8 Cấu tạo sơ đồ mạch điện tương đối HÌNH 2.9 Cảm biến biến dạng HÌNH 2.10 Hình dạng Loadcell HÌNH 2.11 Kết nối strain gage Loadcell HÌNH 2.12 Sơ đồ mạch khuếch đại tín hiệu Loadcell HÌNH 2.13 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát HÌNH 2.14 Đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát HÌNH 2.15 Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát gắn động HÌNH 2.16 Sơ đồ nguyên lí bố trí chung AVL 755 AVL 733S viii HÌNH 2.17 Máy đo suất tiêu hao nhiên liệu AVL 733s Balance HÌNH 2.18 Sơ đồ phịng thí nghiệm động HÌNH 3.1 Sơ đồ lắp đặt bình chứa khí nén bên phịng thí nghiệm để cung cấp cho băng thử HÌNH 3.2 sơ đồ bố trí thí nghiệm với bình chứa nhiên liệu đặt bên phịng thí nghiệm HÌNH 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm với bình chứa nhiên liệu đặt bên ngồi phịng thí nghiệm HÌNH 4.1 Các loại hồ trộn HÌNH 4.2 Bộ hồ trộn trực giao HÌNH 4.3 Sơ đồ tính tốn đường kính lỗ phun HÌNH 4.4 loại van tiết lưu HÌNH 4.5 Kết cấu tiết lưu mạch HÌNH 4.6 Sơ đồ tính tốn vít HÌNH 4.8 Kích thước chốt tiết lưu HÌNH 4.9 Van giảm áp bình khí nén HÌNH 4.10 Lưu lượng kế đo khí VA 520 ix DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT  [-] Tỷ số nén Ne [W] Cơng suất có ích cực đại nN [vịng/phút] Số vịng quay điểm cơng suất cực đại D [mm] Đường kính xy lanh S [mm] Hành trình piston i [xy lanh] Số xy lanh  [kỳ] Số kỳ  [-] Hệ số dư lượng không khí  [-] Tỷ số giãn nở sau e [%] Hiệu suất có ích D [mm] Đường kính xilanh S [mm] Hành trình làm việc pittong n [v/ph] Số vịng quay lớn động đạt Δph [N/m2] Độ chân không họng Gnl [kg/s] Lưu lượng nhiên liệu qua giclơ Ne [kW] Cơng suất cực đại động Ge [g/kW.h] Suất tiêu hao nhiên liệu lb [m] Chiều dài buồng hỗn hợp an Hệ số dao động dòng chảy biogas [kg/m3] Khối lượng riêng biogas λ Hệ số dư lượng khơng khí v Hệ số nạp x Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí + Độ chân không họng:  k   D  i.n v   S   ph =    d h  2.60  h    Trong đó: h – Hệ số lưu lượng họng, phụ thuộc vào hình dáng, chất lượng họng số họng, h = φh αb φh – Hệ số tốc độ họng, φh = 0,8 ÷ 0,9 Chọn φh = 0,85 αb – Hệ số bóp dịng, αb = 0,97 ÷ 0,99 Chọn αb = 0,98 Ta h=0,85.0,98 = 0,833 ρk=(1,1-1,2) [kg/m3] Khối lượng riêng khơng khí, chọn ρk=1,2[kg/m3]  1,  −3  118  2200.1 0,8573 ph = 108.10       29  2.60 0,833  Δph= 682,956 [N/m2] Δph số theo thời gian, dao động Δph lớn số vòng quay động thấp số xilanh + Tốc độ khơng khí thực tế qua họng: vk = h 2ph k vk = 0,833 [m/s] [5-5] 2.682,956 1, vk=28,1 [m/s] + Lưu lượng khơng khí qua họng: Gk =  vVh ni  k [kg/s] 120 Gk = 0,8573.1,18 [5-6] 2200.1 1, = 0, 02225 [kg/s] 120.1000 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 43 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí + Đường kính xác họng: dh = 4Gk  vk  k dh = [m] 4.0, 02225 3,14.28,1.1, dh = 0,028990 [m] Chọn dh = 29 [mm] + Tính đường kính lỗ phun CNG Ta chọn họng hòa trộn loại trực giao có nhiều lỗ phun với số lỗ phun ta chọn là: n = 10 [lỗ] Lượng nhiên liệu qua lỗ phun đầy tải: Gnl 0, 0014 Gnl1 = n = 10 = 0,00014 [Kg/s] Mặt khác ta có: Gnl1 =Fnl1.Vnl1.nl Trong : Fnl1: Diện tích tiết diện qua lỗ Vnl1: Tốc độ dòng nhiên liệu qua lỗ nl: Khối lượng riêng nhiên liệu Ta có: Vnl1 = 2.P  nl Trong đó: P : Độ chênh lệch áp suất trước sau lỗ phun Muốn xác định Vnl1 ta phải xác định P dnl1 Gnl1 Pr Ph Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 44 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí Hình – Sơ đồ tính tốn đường kính lỗ phun P = Pr – Ph Ta có: Pr = 0,8 ÷ 1,5 bar Ta chọn Pr = bar = 105 [N/m2] P = Pr – ( Pk – Ph ) = 105 – (0,098.106 – 682,956) = 0,2683.104 [N/m2] Vậy: Vnl1 = 2.0, 2683.104 0,8242 = 80,688 [m/s] Suy ra: dnl1 = 4.Gnl1 =  Vnl1  nl 4.0, 00014 = 0,001637 [m] 3,14.80, 688.0,8242 dnl1 = 16,37 [mm] Khi thiết kế ta chọn dnl1 = 16 [mm] 4.2 Phân tích lựa chọn bình nhiên liệu khí, hệ thống van đường ống dẫn khí 4.2.1 Phân tích lựa chọn tính tốn tiết lưu mạch cung cấp Van tiết lưu thiết bị điều chỉnh lưu lượng dịng khí nén vào động cơ, tính tốn van tiết lưu dựa sở lượng khí nén qua tiết diện lưu thơng van vào xi lanh động phù hợp với chế độ làm việc động Theo thiết kế tiết lưu bố trí mạch cung cấp nhiên liệu cho động băng thử Để điều chỉnh lượng nhiên liệu cng cấp ta điều chỉnh tiết diện dòng nhiên liệu qua cấu tiết lưu trước vào động băng thử a) Nhiệm vụ yêu cầu van tiết lưu • Nhiệm vụ: -Tăng công suất động phù hợp với tải cách làm đậm hịa khí khí nén khơng khí -Điều chỉnh chất lượng nhiên liệu tùy thuộc vào áp suất khí nén nạp vào, điều kiện tải động hệ thống cách thay đổi lưu lượng gas nạp vào động -Điều chỉnh tay nguồn khí nén thay đổi • u cầu: -Kích thước van phù hợp với yêu cầu lượng khí nén cần nạp vào -Điều khiển nhẹ bảo đảm làm kín tốt -Trở lực bé dịng khí nén nạp vào Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 45 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí -Đảm bảo tránh lọt khí nén mơi trường b) Phân tích thiết kế van tiết lưu Van tiết lưu thiết kế thao nhiều kiểu khác nhằm điều chỉnh lượng khí nén vào động cách dễ dàng thuận tiện Dựa vào phần tử điều chỉnh dịng mơi chất va tiết lưu chia thành loại sau Hình 4.4 loại van tiết lưu Tất dạng van tiết lưu sử dụng nguyên lí chung điều chỉnh lưu lượng khí nén bằn cách thay đổi tiết diện lưu thơng qua họng Đối với loại (a): Điều chỉnh lưu lượng dễ dàng xác, khả làm kín tốt, ứng dụng đa dạng với loại đọng khác Điều khiển thuận tiện, gia công dễ dàng Đối với loại (b): kết cấu đơn giản dễ điều chỉnh, nhiên khả kiểm oát lưu lượng qua van khó xác, khó làm kín Đối với loại (c): Điều chỉnh lưu lượng xác, khả làm kín tốt, nhiên chế tạo khó khăn, giá thành cao Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 46 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí Sau nghiên cứu kết cấu ưu nhược điểm loại van tiết lưu, bố trí lắp đặt van lên hệ thống cung cấp khí nén cho đọng EV-2600 ta chọn kiểu van tiết lưu dạng van để tính tốn thiết kế lắp đặt 4.2.1.3.Tính tốn thiết kế van 49 24 35 Ø7 R6 18 Ø10 16 26 Ø12x10 Ø8 Hình – Kết cấu tiết lưu mạch 1: Đầu tiết lưu; 2: Rãnh điều chỉnh vít cơn; 3: Vít cơn; 4: Đai ốc hãm vít cơn; 5: Đầu vào tiết lưu Ta có quan hệ tiết diện lưu thơng, lưu lượng vận tốc dịng khí trình chuyển động sau: f = Qmc Vnl [m2] Trong đó: f : Tiết diện lưu thơng dịng khí Qmc: Lưu lượng khí nén mạch [m3/s] Vnl: Vận tốc dịng nhiên liệu [m/s], Vnl = 80,66[m/s] Ta có: Qmc = Gnl =  f = 6, 218 = 0,0017 [m3/s] 3600 0, 0017 = 2,110−5 80, 68 [m2] Mặt khác ta có: f =  D Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 47 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí Suy ra: D= f  4.2,1.10−5 D= 3,14 D = 0, 0052 [m] D = 5, [mm] Khi thiết kế tiết lưu ta chọn đường kính lỗ vào D = [mm] h  a l R r x Hình 4– Sơ đồ tính tốn vít Trong sơ đồ trên: R: Bán kính lỗ vào, ta chọn R = 3,5 [mm] h: Đường kính lỗ ra, ta chọn h = [mm] l: Chiều rộng khe hở tính tốn tiết diện lưu thơng Ta cần tính tốn kích thước l,r để từ tính diện tích xung quanh hình nón cụt giới hạn kích thước bán kính đáy lớn R, bán kính đáy nhỏ r đường sinh l Diện tích tiết diện lưu thơng nhỏ cần tính cho tiết lưu động làm việc chế độ tồn tải Ta có: l = h.sinα x = h.cosα a = x.sinα = h.cosα.sinα Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 48 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí r = R – a = R – h.cosα.sinα Ta có cơng thức tính diện tích xung quanh Fxq hình nón cụt sau: Fxq = π(R + r)l Từ số liệu ta suy ra: Fxq = π(2R – h.cosα.sinα) h.sinα = 2πRhsinα – πh2sinα2cosα = 2.3,14.3,5.8.sinα – 3,14.82 sinα2cosα [mm2] = 175,84 sinα – 209,96 sinα2cosα [mm2] Ta có: Fxq = f = 2,72 10 −5 [m2] = 27,2 [mm2]  175,84 sinα – 209,96 sinα2cosα = 27,2 Giải phương trình ta có: α = 14o Sau tính tốn ta có kích thước chốt tiết lưu Ø10 Ø2 Ø7 Ø12 10 36 Hình – Kích thước chốt tiết lưu 4.2.2 Tính tốn, lựa chọn đường ống dẫn khí Thời gian dành cho kì nạp động là: tnap = 30 30 = = 0,0136 (s) n 2200 Tốc độ dịng khí nén chảy ống Vnl =80,66 (m/s) Lưu lượng khí nén cung cấp cho động chu trình : Qkhinen = 4.tnap S Vnl với S tiết diện ống dẫn Do : S = Qkhinen 6, 218 = = 3,9.10-4 4.tnap Vnl 4.0,136.80,66 [m2] Đường kính ống cung cấp khí nén: Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 49 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí S=  D2 D= 4.S  4.3,9.10−4 =  = 0.022 [m] Chọn đường kính ống nạp khí nén : D = 22 mm 4.2.3 Các bình nhiên liệu khí Trên thị trường cung cấp nhiều loại bình nhiên liệu khí nén nhiều hãng sản xuất với nhiều kích cỡ, chủng loại khác Để tránh mua phải loại bình gas giả, chất lượng, gây an toàn ta chọn thương hiệu gas uy tín để mua lắp đặt Cụ thể ta chọn bình nhiên liệu từ nhà sản xuất gas Petrolimex số thương hiệu cung cấp bình gas từ trung quốc Căn vào mục đích thí nghiệm, thời gian thử nghiệm, phương pháp thử nghiệm, ta chọn bình nhiên liệu khí với thơng số sau: a) Bình nhiên liệu CH4: chọn bình khí CNG với áp suất nén 200 bar, bình có dạng hình trụ,hai đầu có dạng hình bán cầu, thể tích bình chứa 60 lít Vỏ bình chứa chế tạo thép dày 4-5 mm với hợp kim CrMo, áp suất kiểm tra thủy lực 300bar để đề phòng trường hợp cháy nổ bị sấy nóng Bảng 4.4 Thơng số kĩ thuật bình chứa CH4 Tên thông số Giá trị Thứ nguyên Áp suất làm việc 220 Bar Áp suất cực đại 400 Bar Van chai khí PT3/4 Trọng lượng 70 Kg Dung tích 57 lit Chiều dài 800 mm Đường kính 356 mm b) Bình chứa Hydro: Sản xuất Trung Quốc với áp suất làm việc 150 bar, bình chứa có dạng hình trụ, có nắp đậy van bình chứa Vỏ bình chứa có bề dày khoảng 5.7 mm sản xuất hợp kim 30 CrMo, van sử dụng bình van QF3A Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 50 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí Bảng 4.5 bảng thơng số kích thước bình chứa hydro Tên thông số Giá trị Thứ nguyên Áp suất làm việc 150 Bar Áp suất cực đại 200 Bar Van chai khí QF3A Trọng lượng 55(+-5%) Kg Dung tích 40 lit Chiều dài 1260 mm Đường kính 229 mm c) Bình chứa CO2 : Được sản xuất Trung Quốc, chứa 25 kg CO2 lỏng Vỏ bình dày khoảng 5.7 mm chế tạo từ hợp kim 30CrMo Các thơng số làm việc kích thước tương tự bình nhiên liệu hydro Bảng 4.6 Bảng thơng số kích thước bình CO2 Tên thơng số Giá trị Thứ ngun Áp suất làm việc 150 Bar Áp suất cực đại 250 Bar Van chai khí QF2C Trọng lượng 55 Kg Dung tích 40 lit Chiều dài 1260 mm Đường kính 229 mm 4.2.4 Van giảm áp bình chứa Các bình chứa nhiên liệu khí nén với áp suất cao khoảng 150bar trở lên nên sử dụng trực tiếp Do ta phải dùng đến van giảm áp để làm giảm ổn định áp suất đầu ra, điều chỉnh áp suất đầu tùy theo nhu cầu người điều khiển Các phận van giảm áp bao gồm phận điều khiển , phận tải, phận đo Bộ phận điều khiển van thay đồi dòng chảy Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 51 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí Bộ phận đo để xác định áp suất dịng khí đầu vào đầu biểu thị đồng hồ.Kết nối đầu vào nối trực tiếp với van chai khí thơng qua đầu chuyển Kết nối đầu van tùy chọn nối với ống mềm qua nối ngựa Size: G3/8”, 9/16”,… Hình4.9 Van giảm áp bình khí nén Các thơng số van: • Chất liệu: thau+nhơm • Trọng lượng: 618,2 gr • Áp suất khí vào: 150 kg/cm2 • Lưu lượng khí :1-10 lít/phút (có thể điều chỉnh được) • Mức áp suất khí đồng hồ : 250kg/cm2 • Ren đầu vào : kết nối G L5/8” • Ren đầu : kết nối G L3/8”, 9/16 4.1.5.Lưu lượng kế Nhằm xác định lưu lượng nhiên liệu khí cung cấp cho động tùy theo yêu cầu người làm thí nghiệm Lưu Lượng kế lắp vào ống dẫn bình chứa Sinh viên thực hiện: Lê Minh Phụng Hướng dẫn: PGS.TS.Dương Việt Dũng 52 Thiết kế hệ thống thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu khí nhiên liệu trước lắp ống dẫn khí vào hịa trộn để xác định lưu lượng khí cung cấp mõi bình nhiên liệu Ngồi đầu hòa trộn ta lắp thêm lưu lượng kế để xác định lưu lượng tổng nạp vào xi lanh động Hình 4.10.Lưu lượng kế đo khí VA 520 Thơng số kỹ thuật: • Nhiệt độ hoạt động: -20…70ºC • Áp suất làm việc :