v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.2.1.Khối lượng cặn lắng tích lũy
Hình 4.6, khi số giọt thấp hơn 1000 giọt, chưa có cơ sở để kết luận ở nhiệt độ bề mặt cao hơn thì lượng cặn hình thành ít hơn. Bên cạnh đó, khi số giọt nhỏ hơn 3000 giọt, không thu được dữ liệu về lượng cặn tạo ra ở mức nhiệt độ 367oC.
Hình 4.6. Phát triển cặn DO ở nhiệt độ bề mặt vách khác nhau
Khi tần suất tăng, nhiệt độ bề mặt cao hơn có xu hướng tạo cặn ít hơn so với bề mặt nhiệt độ thấp. Ở 19000 giọt, tbm = 270°C, lượng cặn tích lũy là MR = 54,8mg, cao gấp 45 lần so với lượng cặn tích lũy ở tbm = 367°C với MR = 1,2mg. Ở 9000 giọt, tbm = 327°C (thấp hơn 30°C so với MEP), MR = 3,3mg. Khi tbm = 352°C (thấp hơn 5°C so với nhiệt độ MEP), MR = 1,5mg, giảm 55%. Khi tbm = 367°C (cao hơn nhiệt độ MEP 10°C)
94
MR = 1,0mg, ít hơn 70% so với 327°C. Ban đầu, khi số giọt nhiên liệu nhỏ hơn 1000 giọt, lượng cặn tích tụ nhỏ hơn lượng cặn ở các điều kiện tại 327°C và 352°C sẽ hình thành. Sau đó, với khi số lượng giọt tương tác lớn hơn 1000 giọt, nhiệt độ bề mặt ở 270°C cho lượng cặn lớn nhất và tiếp theo sau là lượng cặn ở nhiệt độ bề mặt ở 327°C, 352°C, 367°C và 306°C.
Hình 4.7. Các dạng phát triển của cặn
Từ Hình 4.6 và 4.7, cho thấy rằng có hai dạng phát triển của cặn lắng: dạng có 2 giai đoạn phát triển và dạng có 1 giai đoạn phát triển. Khi nhiệt độ bề mặt là 270°C, 306°C và 327°C (thấp hơn nhiệt độ MEP), quá trình phát triển cặn gồm hai giai đoạn là giai đoạn ban đầu (đường chấm) và gia đoạn sau (đường liền). Tuy nhiên, trong điều kiện 352°C và 367°C (rất gần nhiệt độ MEP), cặn chỉ phát triển theo 1 giai đoạn duy nhất.
Dạng phát triển một giai đoạn
Tại các nhiệt độ bề mặt là 352°C và 367°C, dạng phát triển cặn một giai đoạn chiếm ưu thế tuyệt đối. Các yếu tố như: nhiệt độ thứ cấp (độ chênh nhiệt độ bề mặt vách và nhiệt độ MEP) nhỏ, sự tồn tại ngắn của giọt nhiên liệu (khoảng một giây) và điều
95
kiện không chồng chất (τtt <τvc) đạt được ở giai đoạn ban đầu đã dẫn đến tình trạng cặn khô, khiến toàn bộ thành phần khó bay hơi còn lại trên bề mặt vách biến hoàn toàn thành cặn khô.
Dạng phát triển cặn theo hai giai đoạn
Khi nhiệt độ mặt vách thấp hơn nhiệt độ MEP (ở 270°C, 306°C và 327°C) các tương tác của giọt nhiên liệu với bề mặt vách đều nằm trong chế độ sôi truyền nhiệt có nhân do nhiệt độ làm lạnh lớn.
Từ Hình 4.6 cho thấy mặc dù lượng cặn tích tụ thu được ở 270°C là cao nhất nhưng tốc độ phát triển cặn ở giai đoạn sau thấp hơn so với mức nhiệt 306°C. Như vậy ở mức độ nhiệt độ thấp hơn (270oC) tốc độ hình thành các tiền tố cặn chậm mặc dù lượng cặn lắng hình thành lớn hơn do nhiên liệu không bay hơi trong giai đoạn ban đầu. Các giọt nhiên liệu tiếp theo liên tục va chạm với cặn đã hình thành, khi đó các tiền tố cặn lan rộng ra xung quanh điểm va chạm như Hình 4.9 (A và B). Sự hình thành lớp cặn tiếp theo sẽ chậm hơn do các mảng cặn sau khi va chạm sẽ bị phân tách nhỏ nên dễ bị oxi hóa hơn.
Hình 4.8. Cặn nhiên liệu diesel tại 1000 và 9000 giọt có dạng phát triển theo 1 giai đoạn
Khi nhiệt độ bề mặt ở 306°C và 327°C, đặc tính hình thành cặn tương tự nhau ở giai đoạn đầu (Hình 4.9.C và E). Ở giai đoạn sau nhiều nhiên liệu khó bay hơi không vỡ vụn được quan sát thấy ở mức 306oC (Hình 4.9.D) so với mức 327°C (Hình 4.9.F). Tuy nhiên tốc độ phát triển cặn ở giai đoạn sau của mức 327°C tăng nên trong khi của mức 306°C giảm xuống.
96
Thời gian tồn tại của giọt nhiên liệu ở 327°C là khoảng 7 giây. Ở giai đoạn ban đầu, do nhiệt độ bề mặt cặn cao hơn, quãng thời gian này ngắn hơn so với khoảng thời gian sau đó. Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu của quá trình lắng đọng, thời gian tồn tại của giọt nhiên liệu dài hơn, không bị chồng chất và điều kiện cặn khô nên tốc độ hình thành tiền tố cặn chậm. Sau khi đạt 9000 giọt, tình trạng chồng chất và điều kiện bề mặt ẩm dẫn đến có nhiều nhiên liệu khó bay hơi bị vỡ vũn như trên Hình 4.9.F và nó làm cho tốc độ tạo cặn lớn hơn.
Hình 4.9. Cặn nhiên liệu diesel tại 1000 và 9000 giọt có dạng phát triển theo 2 giai đoạn