Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia nano đến cơ tính của dầu bôi trơn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ THẮNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA NANO ĐẾN CƠ TÍNH CỦA DẦU BƠI TRƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ THẮNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA NANO ĐẾN CƠ TÍNH CỦA DẦU BƠI TRƠN CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số: LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn : PGS.TS Phạm Văn Hùng HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn thân thực hướng thầy PGS.TS Phạm Văn Hùng Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Ngoài phần tài liệu tham khảo liệt kê, số liệu kết thực nghiệm trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Đỗ Thắng - - LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Hùng Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài đến q trình viết hồn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo Viện đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Do lực thân cịn nhiều hạn chế nên Luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cơ giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả Đỗ Thắng - - MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1  LỜI CẢM ƠN 2  DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .5  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6  PHẦN MỞ ĐẦU .7  CHƯƠNG I:   LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN NGÀNH CƠNG NGHIỆP DẦU KHÍ 10  1.1  Tổng quan cơng nghiệp dầu khí: 10  1.2 Giới thiệu Liên doanh Việt – Nga “Vietsovpetro” 18  1.2.1.Viện nghiên cứu khoa học thiết kế dầu khí biển 20  1.2.2 Xí nghiệp khai thác dầu khí 21  1.2.3 Xí nghiệp khai thác cơng trình khí 22  1.2.4 Xí nghiệp xây lắp, khảo sát, sửa chữa cơng trình khai thác dầu khí23  1.2.5 Xí nghiệp vận tải biển công tác lặn 24  1.2.6 Xí nghiệp Cơ điện 25  1.2.7 Xí nghiệp Địa vật lý giếng khoan: 26  1.2.8 Xí nghiệp dịch vụ cảng cung ứng vật tư thiết bị .27  1.2.9 Xí nghiệp vận tải tơ .27  1.2.10 Trung tâm an tồn bảo vệ mơi trường .28  1.2.11 Trung tâm công nghệ thông tin truyền thông 28  1.2.12 Xí nghiệp khoan sửa giếng 28  1.3.  Công nghiệp chế biến sản xuất dầu mỡ bôi trơn 30  1.3.2.  Công ty TNHH Castrol BP Petco 32  1.3.3.  Nhà máy lọc dầu Dung Quất .34  CHƯƠNG II:   TỔNG QUAN VỀ DẦU MỠ BÔI TRƠN 37  2.1.  Khái quát lịch sử phát triển 37  2.1.1  Quá trình phát triển ma sát học công nghệ bôi trơn trước kỷ 20 37  2.1.2.  Q trình phát triển ma sát học cơng nghệ bôi trơn, từ kỷ 20 38  2.2.  Độ nhớt vật liệu bôi trơn, phụ gia 40  2.2.1.  Độ nhớt .40  2.2.2.  Vật liệu bôi trơn phụ gia 41  - Xác định độ xuyên kim mỡ (ASTM – D217) 50  -  Xác định nhiệt độ nhỏ giọt (ASTM – D566) 51  2.3.  Một số tiêu độ nhớt theo SAE 52  2.3.1.  Các bảng phân loại độ nhớt .52  2.3.2.  Ý nghĩa số dầu nhớt 55  2.4.  Một số phương pháp xác định độ nhớt dầu bôi trơn 56  2.4.1  Xác định độ nhớt động học – ASTM D 445 .56  2.4.2.  Nhớt kế ENGLE 60  2.4.3.  Nhớt kế kiểu quay RHEOTEST: .61  - - CHƯƠNG III: 72  NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ BỘT NANO Al2O3 72  3.1  Mục tiêu thơng số thí nghiệm .72  3.1.1   Mục tiêu thí nghiệm 72  3.1.2.  Các thơng số thí nghiệm 72  3.2.  Trình tự kết thí nghiệm 73  3.3.  Xử lý kết thí nghiệm 75  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA LUẬN VĂN 79  TÀI LIỆU THAM KHẢO .80  - - DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Đặc tính vật lý hóa học loại dầu khống 42  Bảng 2.2 Thành phần dầu động SAE30 SAE40 .45  Bảng 2.3 Phân loại mỡ bôi trơn theo NLGI 48  Bảng 2.4 Một số loại mỡ chuyên dụng 48  Bảng 2.5 Phân loại dầu động theo cấp độ nhớt SAE 52  Bảng 2.6 Phân loại dầu truyền động theo cấp độ nhớt SAE 53  Bảng 2.7 Phân loại loại dầu Công nghiệp theo ISO 53 Bảng 2.8 Phân loại mỡ theo độ mềm NLGI 54 Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật máy Stabinger SVM 3000 68 Bảng 3.1 Độ nhớt dầu 33oC 74 Bảng 3.2 Độ nhớt dầu 50oC 74 Bảng 3.3 Độ nhớt dầu 60oC 74 - - DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Chủ tịch Hồ Chí Minh thăm nhà máy lọc dầu Bungari 11  Hình 1.2: Chủ tịch Hồ Chí Minh thăm giàn khoan dầu Anbani 12  Hình 1.3: Cụm giàn MSP-1 & BK mỏ Bạch Hổ .13  Hình 1.4: Giàn khoan tự nâng Jack-up PV Drilling-1 16  Hình 1.5: Giàn khoan Semi-submersible Dai Hung 16  Hình 1.6: Transocean Drilling ship 17  Hình 1.7: So sánh Tàu khoan Giàn khoan Semi-submersible 17  Hình 1.8: Well Head Platform 18  Hình 1.9: Giàn khai thác trung tâm mỏ Rạng Đông-CPC 18  Hình 1.10: Bên Phịng thí nghiệm mẫu lõi (core) Viện NCKH&TK 21  Hình 1.11: Cụm giàn công nghệ trung tâm số Vietsovpetro 22  Hình 1.12: Trạm nén khí vào bờ bơm dầu vào tàu chứa 23  Hình 1.13: Điều khiển van giàn nén khí 24  Hình 1.14: Thực sửa chữa, đấu nối giàn khai thác 25  Hình 15: Lặn khảo sát sửa chữa cơng trình biển 26  Hình 1.16: Thiết bị thử vỉa giếng khoan ngành Dầu khí 27  Hình 1.17: Cảng bốc xếp hàng hóa, vật tư, thiết bị 28  Hình 1.18: Giàn khoan tự nâng 90m nước – Tam Đảo 03 30  Hình 1.19: Nhà máy lọc dầu Dung Quất 35  Hình 2.1: Thiết bị đo độ xuyên kim 50  Hình 2.2: Thiết bị xác định nhiệt độ nhỏ giọt 51 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý nhớt kế Engle 61  Hình 2.5: Máy đo đọ nhớt kiểu Engle 62  Hình 2.6: Kết thực nghiệm máy đo độ nhớt kiểu Engle 62  Hình 2.7: Nhớt kế kiểu quay RHEOTEST .63  Hình 2.8: Nhớt kế BrookField 64  Hình 2.9: Nhớt kế FM-300 Online 65  Hình 2.10 Nhớt kế BS Viscometer 66  Hình 2.11 TB Đo độ nhớt động học KV1000 .67 Hình 2.12 Máy đo độ nhớt Stabinger SVM 3000 67  Hình 3.1: Máy RV2 Rheotest equipment 73  Hình 3.2: Độ nhớt động lực dầu bơi trơn 33oC .72 Hình 3.3: Độ nhớt động lực dầu bôi trơn 50oC .73 Hình 3.4: Độ nhớt động lực dầu bôi trơn 60 oC 73   - - PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày với phát triển không ngừng xã hội đại, loại máy móc thiết bị sử dụng rộng rãi công nghiệp ngày tăng Để đảm bảo tuổi thọ độ tin cậy thiết bị, người ta sử dụng chất bôi trơn nhăm giảm thiểu ma sát tổn hao công suất Dầu bôi trơn mỡ bôi trơn sản phẩm ngành cơng nghiệp Dầu khí Trước tồn xăng dầu dầu mỡ bơi trơn Việt Nam phải nhập dạng thương phẩm dầu gốc với phụ gia để pha chế thành chất bôi trơn Hiện ngành công nghiệp Dầu khí Việt Nam ngành cơng nghiệp mũi nhọn, hàng năm đóng góp 1/3 nguồn thu ngân sách Nhà nước Ngành Dầu khí đạt mốc khai thác 300 triệu dầu quy đổi 50 tỷ m3 khí Năm 2010, nhà máy lọc dầu Dung Quất thức vào hoạt động cho phép ngành Dầu khí Việt Nam hồn thành việc xây dựng hồn chỉnh đồng Cơng nghiệp Dầu khí đất nước từ khâu đầu đến khâu cuối, từ khâu tìm kiếm, thăm dị, khai thác đến khâu chế biến, lưu trữ, phân phối, dịch vụ xuất nhập Một sản phẩm dầu mỡ bôi trơn sản xuất nước làm giảm tình trạng phụ thuộc vào nước ngồi Một tính chất bơi trơn độ nhớt Độ nhớt chất bơi trơn có ảnh hưởng trực tiếp tới ma sát mịn, tản nhiệt lưu thông Trên thực tế, độ nhớt chất bôi trơn thay đổi mạnh theo nhiệt độ, điều làm ảnh hưởng đến tính bơi trơn máy móc vận hành điều kiện khắc nghiệt Tính chất quan tâm khống chế thông qua số VI quy định ISO TCVN Để cải thiện số VI, nhà sản xuất bổ sung vào chất bôi trơn loại phụ gia Nano hướng nghiên cứu quan tâm Thế giới Tại Việt Nam sản xuất dầu bôi trơn nên hướng nghiên cứu quan tâm nhằm nâng cao chất lượng dầu sản xuất nước Chính vậy, chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia Nano đến tính dầu bơi trơn” hướng có tính thời - - Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu phương pháp đánh giá tính dầu bôi trơn Đặc biệt tiêu độ nhớt - Xác định thay đổi độ nhớt dầu bơi trơn có bổ sung phụ gia Nano oxit nhôm Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu dầu bôi trơn động thương mại bổ sung nồng độ phụ gia Nano oxit nhôm Xây dựng biểu đồ biến thiên độ nhớt theo nồng độ tốc độ trượt - Thiết bị sử dụng máy đo độ nhớt dầu bôi trơn RHEOTEST Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Nâng cao tính dầu bơi trơn, cụ thể độ nhớt VI thay đổi nhiệt độ Chỉ số định nhiệt độ làm việc tối thiểu tối đa dầu bôi trơn - Với việc sản xuất dầu bôi trơn đánh dấu mốc lịch sử khánh thành khu Cơng nghiệp Dầu khí Dung Quất, Việt Nam hạn chế nhập tiến tới xuất dầu bôi trơn Để hội nhập Thế giới việc nâng cao tính Dầu phụ gia Nano cần thiết cấp bách Nó đảm bảo cho Dầu mỡ bơi trơn Việt Nam có đặc tính vượt trội quan điểm ma sát học Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm - Đề tài thực nghiên cứu sở lý thuyết dòng chảy chất bôi trơn sử dụng khảo sát tính tốn tính nhớt chất bơi trơn - Sử dụng nhớt kế RHEOTEST tiến hành thực nghiệm khảo sát độ nhớt loại dầu động bổ sung bột Nano oxit nhôm - Sử dụng công cụ tin học để xây dựng đồ thị biến thiên xác định phương trình đặc trưng với độ xác cần thiết Nội dung nghiên cứu - Lịch sử hình thành phát triển ngành cơng nghiệp Dầu khí Việt Nam - - 2.4.4.4 Máy đo độ nhớt động học KV1000 Hãng sản xuất: Koehler/ USA Hình 2.11 Máy đo dộ nhớt động học KV1000 Thiết bị thiết kế để đo độ nhớt động học sản phẩm dầu mỏ Độ nhớt động học tiêu chí quan trọng việc lựa chọn sản phẩm dầu mỏ Các nhớt kế tiêu chuẩn sử dụng để đo dòng chảy theo trọng lực độ hút chân không nhiệt độ kiểm sốt xác Tùy theo thang đo độ nhớt xác định ta sử dụng nhớt kế phù hợp Thơng số kỹ thuật: - Có thể chứa sáu mao mạch đo độ nhớt viscometers - Cảm biến nhiệt độ kiểm soát giới hạn nhiệt - Thiết kế theo chuẩn FTM 791-305; NF T 6-10 ASTM D445, D6074, D6158; IP 71; ISO 3.104; DIN 51.550; - Nhiệt độ bể không đổi để kiểm tra độ nhớt động học sản phẩm dầu khí - Có thể chứa sáu vòng "(51mm) dia - Ổn định nhiệt phạm vi ± 0,5°C (± 1°F) - Kiểm tra nhiệt độ lên đến 150 ° C (302 ° F), có chế độ bảo vệ nhiệt - Nhiệt kế riêng biệt - Sáu (6) viscometers mao quản thủy tinh - Bể chứa: nước dầu trắng kỹ thuật - 66 - 2.4.4.5 Máy đo độ nhớt Stabinger SVM 3000 Hình 2.12 Máy đo dộ nhớt Stabinger SVM 3000 Máy đo độ nhớt Stabinger SVM 3000 đo độ nhớt động lực tỷ trọng dầu nhiên liệu theo tiêu chuẩn ASTM D7042 Từ kết này, máy tự động tính độ nhớt động học đưa kết đo tương đương tiêu chuẩn ISO 3104 hay ASTM D445 Nguyên lý đo Stabinger với ổn nhiệt Peltier thực với dải độ nhớt nhiệt độ rộng có khơng hai với hệ thống đơn lẻ SVM 3000 thiết bị mạnh mẽ, đo nhanh, đa tiết kiệm lượng sử dụng, với lượng mẫu dung mơi nhỏ u cầu Điều đưa trở thành máy đo độ nhớt xác cao hiệu thị trường Máy đo độ nhớt SVM 3000 Stabinger máy đo độ nhớt quay với ống hình trụ Dựa nguyên lý Couette sửa đổi với ống bên quay nhanh đối trọng đo bên quay chậm Thiết bị gọi sau tên Tiến sỹ Hans Stabinger, người phát triển với nhóm làm việc Phịng Thí Nghiệm Cơng Nghệ Đo Lường thành phố Graz Áo Đây thiết bị kết hợp yêu cầu độ xác tiêu chuẩn ASTM D7042 đo số độ nhớt theo tiêu chuẩn ASTM D2270/ISO 2909 thiết bị để bàn nhẹ mạnh mẽ SVM 3000 sử dụng nguyên lý đo phát minh (EP 926 481 A2) Tính máy: - SVM 3000 đo độ nhớt động học động lực từ < mm2/s tới 20.000 mm2/s tỷ trọng dải nhiệt độ từ -56 °C tới 105 °C cell đo - Đo tới 30 mẫu - 67 - - Hút mẫu rửa tự động bơm mẫu tự động Xsample - Xử lý liệu tự động phần mềm VisioLab - Chất lượng kiểm định đánh giá theo ASTM - ASTM D7042 đáp ứng kết tương đương tiêu chuẩn ISO 3104 / ASTM D445 - Bộ ổn nhiệt xác cao với độ ổn định tới 0.005 °C - Phần mềm quản lý số hiệu chuẩn – tránh lỗi gây người sử dụng - Thể tích mẫu từ 2.5 mL (từ mL không đo tỷ trọng) - Chỉ cần 2.5 mL lượng dung môi - Không yêu cầu ổn nhiệt bể điều nhiệt - Nhiệt độ đo thay đổi vài phút - Có thể nhanh chóng cài đặt SVM 3000 vị trí khác - Khơng phụ thuộc độ rung trọng lực - SVM 3000 làm việc khơng cần máy tính - Có thể sử dụng với áp suất kiểm sốt cell đo ngồi Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật máy Stabinger SVM 3000 Máy Bộ lấu mẫu Bộ lấu mẫu SVM 3000 Xsample 360 Xsample 460 (10) (10) Số lượng ống mẫu khay 48/96 (24) Thể tích ống mẫu (mL) 12 (50) 12 (50) Thể tích mẫu u cầu (mL) 2.5 Lượng dung mơi tối thiểu (mL) 2.5 2.5 2.5 Lượng dung môi đặc trưng (mL) 10 7.5 7.5 Thể tích chai dung mơi (L) x 0.5 2x1 2x1 Độ nhớt tối đa bơm (mPa.s) 2000* 1000* 1000* Các giá trị dấu ngoặc đơn dành cho ống mẫu 50 mL - 68 - Đo mẫu liên tục (tối đa Các giá trị dấu ngoặc đơn dành không giờ) khí khơ nén Nhiên liệu diesel, test nhanh (siêu 25 (30) 18 (22) 18 (22) 15 (18) 12 (15) 12 (15) 1000 mPa.s 20 °C, test chuẩn 8.5 (10) 4.8 (5.5) 4.8 (5.5) Dầu động cơ, xác định kép, test (8) 6.5 (7.5) 6.5 (7.5) Trọng lượng net/gross kg, lbs 15/17 21/25 23/27 Không gian đặt máy L x W x H 440 x 315 x 440 x 380 x 440 x (mm) 220 x nhanh) Dầu động cơ, test nhanh (siêu nhanh) chuẩn 320 660/990 320 Các điều kiện môi trường xung 15 tới 35 °C (59 tới 95 °F), độ ẩm tối đa quanh không đọng sương 80 % 31 °C (88 °F), 67 % 35 °C (95 °F) Nhớ liệu / chế độ 384 cài đặt liệu / 10 chế độ lập trình Các giao diện Hai cổng RS-232, Bàn phím AT Nguồn cung cấp (dịng hình sin) 100 tới 240 VAC, 50 tới 60 Hz, tối đa 75 VA Độ tái lặp (Hiệu chuẩn đặc biệt yêu cầu dải hiệu chỉnh làm việc) Độ nhớt (các giá trị đặc trưng làm 0.35 % dải hiệu chỉnh làm việc; % dầu nền) dải Tỷ trọng (bù độ nhớt) 0.0005 g/cm3 từ 0.65 tới 1.5, 0.0020 g/cm3 dải Nhiệt độ 0.02 °C (0.04 °F) từ 15 tới 105 °C (59 °F tới - 69 - 221 °F); 0.05 °C (0.09 °F) dải Dải đo Độ nhớt động lực (mPa.s) Độ lặp lại* 0.2 tới Độ nhớt 0.1 % 20,000* Tỷ trọng (g/cm3) 0.65 tới Tỷ trọng 0.0001 g/cm3 Nhiệt độ 15 °C tới Nhiệt độ 105 °C (yêu cầu nhiệt độ thấp hơn) *) giá trị đặc biệt, phụ thuộc vào loại mẫu nhiệt độ - 70 - 0.005 °C Kết luận chương 2: Trong chương tác giả giới thiệu chung lịch sử lý thuyết bôi trơn, xác định đặc trưng tính dầu bơi trơn độ nhớt Trong thực tế thường sử dụng loại độ nhớt động học độ nhớt động lực học với phương pháp đo khác Đã xác định tiêu độ nhớt theo tiêu chuẩn SAE Mỹ Đã tổng quan phương pháp đo độ nhớt sử dụng nghiên cứu thực nghiệm sau - 71 - CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ BỘT NANO Al2O3 3.1 Mục tiêu thơng số thí nghiệm 3.1.1 Mục tiêu thí nghiệm - Xác định đặc tính bơi trơn dầu phụ thuộc vào tính lưu biến bổ sung thêm bột Nano Al2O3 vào dầu - Khảo sát tính lưu biến dầu động nhiệt độ khác bổ sung Nano oxit - Chỉ vùng tốc độ trượt nhiệt độ có độ nhớt tối ưu với đối tượng sử dụng 3.1.2 Các thông số thí nghiệm - Dầu động cơ: PB Vistra 300 sản xuất Petco - Nồng độ khối lượng bột Nano oxit 0.1, 0.3, 0.5 - Thiết bị thí nghiệm: Máy RH-Test RV2 Sơ đồ máy Hình 3.1 Máy RV2 Rheotest equipment Tính máy: - 72 - Rheotest RV2 với trục S/S1 có R1/R2 = 0,98) thể hình 3.1 Rheometer RV2 đo ứng suất trượt dầu bơi trơn sau tính độ nhớt động lực dầu tính phương trình sau đây: Dr   R1 (rad / s) R1  R2 (3.1) Trong đó: Dr : Tốc độ biến dạng trượt; : Tốc độ trục (rpm); R1 (Rn): Bán kính đo cốc ; R2 (Rt): Bán kính đo đầu đo; Sau đó, ứng suất trượt tính tốn phương trình: = z  (N/m2) (3.2 ) Trong đó: : Ứng suất trượt Z: Chỉ số thiết bị đo (đối với thiết bị sử dụng nghiên cứu này, Z 5.67 * 10-2 ) : Góc trục cốc đo Độ nhớt động lực tính theo cơng thức: η= Trong đó: R 2n -R 2t M 4πL R 2n R 2t ω (3.3) M=τ.2π.L.R 2t L: Chiều cao đầu đo 3.2 Trình tự kết thí nghiệm Trong thí nghiệm bột Nano oxit nhơm có kích thước hạt 180 Nanomet bổ sung vào dầu thương mại PB Vistra 300 Petco san xuất Để đảm bảo bột Nano oxit nhôm phân bổ dầu sử dụng thiết bị phát sóng siêu âm URVD Hàm lượng nồng độ bột Nano oxit nhôm 0.1, 0.3, 0.5% Từng loại dầu có bổ sung bột Nano đo máy RV2 nhiệt độ - 73 - khác Đồng thời thí nghiệm tiến hành giải nhiệt độ: 33oC, 50oC, 60oC Kết thí nghiệm cho bảng: Bảng 3.10 Độ nhớt dầu 33oC Viscosity at 33oC (CP) Tốc độ trục (v/ph) 4.5 7.5 13.5 15 22.5 27 40.5 Original oil 24.08 21.67 72.23 108.34 136.43 166.13 216.69 224.71 251.46 0.1% Al2O3 24.08 43.34 115.57 144.46 184.59 231.13 245.58 260.83 272.87 0.3% Al2O3 24.08 43.34 144.46 168.54 208.66 245.58 264.84 272.87 274.20 0.5% Al2O3 24.08 43.34 144.46 180.57 208.66 260.03 269.66 276.88 275.54 Bảng 3.2: Độ nhớt dầu 50oC Viscosity at 50oC (CP) Tốc độ trục (v/ph) 13.5 15 22.5 27 40.5 45 67.5 81 Original oil 12.04 8.03 7.22 33.71 44.14 48.15 65.01 77.04 80.25 0.1% Al2O3 12.04 16.05 14.45 48.15 60.19 74.90 91.49 89.89 94.97 0.3% Al2O3 12.04 16.05 36.11 62.60 80.25 88.28 103.53 104.33 108.34 0.5% Al2O3 12.04 16.05 43.34 62.60 68.22 90.96 103.53 105.94 109.68 Bảng 3.2: Độ nhớt dầu 60oC Viscosity at 60oC (CP) Tốc độ trục (v/ph) 13.5 15 22.5 27 Original oil 8.03 7.22 9.63 16.05 0.1% Al2O3 8.03 7.22 19.26 24.08 - 74 - 0.3% Al2O3 16.05 14.45 33.71 40.13 0.5% Al2O3 16.05 14.45 33.71 44.14 40.5 45 67.5 81 121.5 3.3 37.45 43.34 52.97 57.52 61.53 45.48 50.56 60.99 64.20 67.77 58.85 60.19 65.81 69.55 73.12 58.85 62.60 67.41 70.89 74.01 Xử lý kết thí nghiệm Độ nhớt dầu gốc PB Vistra 300 dầu có bổ sung bột Nano oxit nhơm đo thiết bị RHEOTEST RV2 nhiệt độ khác 33oC, 50oC, 60oC bảng 3.1, 3.2, 3.3 để xác định đồ thị phương trình biến thiên độ nhớt theo nhiệt độ tốc độ quay Dynamic Vis cos ity of lubrication oils  at 33  o C 300.00 D y n a m ic V is c o s ity (C P ) 250.00 200.00 150.00 100.00 Original B P  Vis tra 300 0,1%  wt Al2O3 nanoparticle added 0,3%  wt Al2O3 nanoparticle added 50.00 0,5%  wt Al2O3 nanoparticle added 0.00 4.5 7.5 13.5 Spindle Speed (rpm) 15 22.5 27 40.5 Hình 3.2 Độ nhớt động lực dầu bơi trơn 33oC Trên hình 3.2 biến thiên độ nhớt dầu động cở 33oC Trong có đường thể lần lượt: Dầu gốc, dầu có 0.1% bột Nano, dầu có 0.3% bột Nano, dầu có 0.5% bột Nano Căn vào đồ thị, ta thấy độ nhớt dầu 33oC tăng lên nồng độ bột Nano tăng Đồng thời tốc độ trục thử nghiệm tăng độ nhớt tăng theo - 75 - Dynamic Viscosity of lubrication oils at 50  o C 120.00 Original B P  Vis tra 300 0,1%  wt Al2O3 nanoparticle added D y n a m ic V is c o s ity (C P ) 100.00 0,3%  wt Al2O3 nanoparticle added 0,5%  wt Al2O3 nanoparticle added 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 13.5 15 22.5 27 Spindle Speed (rpm) 40.5 45 67.5 81 Hình 3.3 Độ nhớt động lực dầu bôi trơn 50oC Dynamic Viscosity of lubrication oils at 60  o C 80.00 D y n a m ic V is c o s ity (C P ) 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 Original B P  Vis tra 300 20.00 0,1%  wt Al2O3 nanoparticle added 0,3%  wt Al2O3 nanoparticle added 10.00 0,5%  wt Al2O3 nanoparticle added 0.00 13.5 15 22.5 27 40.5 Spindle Speed (rpm) 45 67.5 Hình 3.4 Độ nhớt động lực dầu bơi trơn 60oC - 76 - 81 121.5 Hình 3.3 cho thấy độ nhớt dầu gốc bổ sung hạt nano Al2O3 thêm vào dầu 50 oC Tương tự hình 3.1, thấy, 50 oC, độ nhớt dầu có bổ sung hạt nano Al2O3 lớn độ nhớt dầu bơi trơn gốc Hình 3.4 cho thấy biến thiên độ nhớt dầu bôi trơn 60oC Dễ dàng để thấy nhiệt độ tăng từ 50oC đến 60oC độ nhớt dầu gốc tiếp tục giảm mạnh độ nhớt dầu có bổ sung bột nano Al2O3 dầu giảm chậm Độ nhớt dầu bôi trơn ba nhiệt độ khác thể đồ thị 3.2, 3.3, 3.4 cho thấy rằng: - Phụ gia nano Al2O3 làm gia tăng đáng kể độ nhớt dầu bôi trơn, - Độ nhớt dầu bôi trơn giảm tăng nhiệt độ Tuy nhiên, độ nhớt dầu có bổ sung phụ gia nano Al2O3 khơng giảm nhiều độ nhớt dầu gốc bôi trơn - Tăng nồng độ hạt nano Al2O3 dầu bôi trơn làm tăng độ nhớt nó, nhiên nồng độ hạt nano Al2O3 độ nhớt tăng không tỷ lệ thuận Trong nghiên cứu này, nồng độ tốt hạt nano Al2O3 0,3% trọng lượng - 77 - Kết luận chương 3: - Độ nhớt dầu BP Vistra 300 bổ sung phụ gia nano Al2O3 thay đổi đáng kể Nồng độ phụ gia cao độ nhớt tăng - Với nhiệt độ khác độ nhớt có giá trị khác Tốc độ cao độ nhớt tăng, điều phù hợp với lý thuyết - Bổ sung phụ gia nano Al2O3 làm tăng tính nói chung dầu tăng độ nhớt nói riêng làm tăng khả tải dầu - 78 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA LUẬN VĂN Kết luận: - Luận văn trình bày tổng quan lịch sử phát triển ngành Cơng nghiệp Dầu khí Việt Nam, đồng thời nêu lên tầm quan trọng việc nâng cao tính dầu bơi trơn VIệt Nam sản xuất nhằm hội nhập giới - Đã thống kê thông tin cần thiết công ty sản xuất dầu mỡ bôi trơn chiếm thị phần lớn Việt Nam Trong Vidamo khu công nghiệp Dung Quất hai địa quan trọng việc khẳng định vai trò tự chủ sản xuất chất bôi trơn - Luận văn tổng hợp phát triển lý thuyết bôi trơn, đặc trưng quan trọng cảu chất bôi trơn đưa phương pháp xác định độ nhớt chất bơi trơn tiêu chí quan trọng để đánh giá tính lưu biến học dầu máy bơi trơn - Luận văn tổ chức thực nghiệm, khảo sát độ nhớt dầu thương mại động PB Vistra 300 trường hợp dầu thương mại trường hợp bổ sung phụ gia Nano - Các kết thí nghiệm cho thấy bổ sung phụ gia Nano oxit nhôm vào dầu làm tăng khả tải dầu độ nhớt Đồng thời thay đổi nhiệt độ độ nhớt dầu bổ sung phụ gia biến thiên theo quy luật giảm Kiến nghị: - Các thí nghiệm nói thí nghiệm bước đầu cần phải tiếp tục nghiên cứu sâu nồng độ bột Nano kích thước bột Nano ảnh hưởng tới dầu động - Cần tiếp tục nghiên cứu thêm nhiều loại dầu khác để rút kết luận xác - 79 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt GS.VS Nguyễn Anh Tuấn, PGS.Phạm Văn Hùng - Ma sát học, NXB KHKT, Hà nội, 2007 PGS Nguyễn Doãn Ý - Giáo Trình Ma Sát Mịn Bơi Trơn Tribology, NXB KHKT, Hà nội, 2007 Nguyễn Xn Tồn – Cơng nghệ bôi trơn, NXB KHKT, Hà nội, 2009 Tập đồn dầu khí Việt Nam - Lịch sử ngành Dầu khí Việt Nam, NXB Chính trị quốc gia – Sự thật, Hà Nội, 2011 Tiếng Anh Peter J Blau, Metals and Ceramics Division - Oak Ridge National Laboratory, 1992 Mark Healy, Kelvin Muspratt - Hydraulic Lubrication System, Central Queensland University, 1994 Martin F A and Garner D.R “Design of plain bearings, use of bearing data design charts.” In Industrial Tribology (ed M H.Jones and D.Scott) Tribology series No 8, Elsevier, Amsterdam 1983 Shaw M C and Macks E.F “Analysis and lubrication of bearings” McGrawHill, New York 1949 J.A Williams “Engineering Tribology.” Great Britain, Bookcraft Midsomer Norton, Avon 1993 550 to 650C - 80 - ... ảnh hưởng phụ gia Nano đến tính dầu bơi trơn? ?? hướng có tính thời - - Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu phương pháp đánh giá tính dầu bơi trơn Đặc biệt tiêu độ nhớt - Xác định thay đổi độ nhớt dầu. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ THẮNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA NANO ĐẾN CƠ TÍNH CỦA DẦU BƠI TRƠN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số: LUẬN VĂN THẠC SĨ... định thay đổi độ nhớt dầu bơi trơn có bổ sung phụ gia Nano oxit nhôm Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu dầu bôi trơn động thương mại bổ sung nồng độ phụ gia Nano oxit nhôm Xây dựng biểu