v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.3.2. Tính chất của lớp cặn
Từ các kết quả thực nghiệm cho thấy sự phát triển cặn của các loại nhiên liệu thử nghiệm chịu tác động của trạng thái ướt/khô ban đầu trên bề mặt vách và thành phần nhiên liệu, trong đó thành phần nhiên liệu đóng vai trò then chốt. Quá trình oxi hóa các thành phần nhiên liệu B100, B50, B20 và B5 là yếu tố thiết yếu trong việc tạo cặn. Nhiên liệu diesel sinh học có chứa một số tạp chất như glyxerin, mono- và di-glyxerat cũng như tri-glyxerat là các chất có thể trở thành tiền tố tạo cặn. Glyxerat bị oxi hóa luôn tồn tại trong nhiên liệu sinh học và sản sinh ra các hợp chất khác nhau của quá trình oxi hóa bao gồm các thành phần khó bay hơi và các hợp chất cao phân tử. Những hợp chất này có thể là tiền tố chính trong cặn của B100, B50, B20 và B5 như thể hiện trong Hình 4.16 và 4.17. Tuy nhiên, không chắc chắn rằng cặn sẽ tích lũy nhiều hơn nếu tăng thành phần nhiên liệu diesel sinh học trong nhiên liệu pha trộn. Đối với B50 τvc = 5s và B20 τvc = 8s, không trường hợp nào cho thấy tác động rõ ràng về việc nhiên liệu diesel sinh học và trạng thái ướt/khô ban đầu của bề mặt vách sẽ tạo cặn nhiều hơn hoặc ít hơn.
Cấu trúc của cặn cũng góp phần vào sự tạo cặn. Nó ảnh hưởng đến tính dẫn nhiệt và truyền nhiệt của cặn. Cặn có cấu trúc nhỏ gọn có thể có độ dẫn nhiệt cao hơn và khó tách hơn so với cấu trúc xốp. Tính chất nhiệt của cặn thay đổi nhiệt độ bề mặt cặn, tác động đến số lượng nhiên liệu khó bay hơi trong quá trình tạo cặn. Hơn nữa, việc phát triển cặn được kiểm soát bằng cấu trúc cặn, nó có thể làm thay đổi sự tạo cặn ở giai đoạn tiếp theo.
107
Hình 4.16. Cặn B100, B50, B20 và B5 tại 3000 và 8000 giọt với τvc = 5s, tbm=325oC
Đặc tính của cặn được thể hiện trong Hình 4.16 ở 3000 giọt và 8000 giọt cho các nhiên liệu khác nhau khi τvc = 5s. Nhìn chung, qua phân tích mẫu cặn, khi số lượng thành phần diesel sinh học ít hơn thì lượng cặn tích lũy sẽ giảm xuống.
108
Rõ ràng, những dấu vết mảnh vụn được quan sát thấy trong B100, B50, B20 và B5. Nó chỉ ra rằng có sự chồng chất giữa quá trình bay hơi và quá trình va chạm do thời gian bay hơi mở rộng khi trạng thái ướt của bề mặt vách được duy trì.
Hình 4.17. Cặn B100, B50, B20 và B5 tại 3000 và 8000 giọt với τvc = 8s, tbm=352oC
Khi thời gian va chạm kéo dài từ τvc = 5s đến τvc = 8s, các đặc tính của cặn thay đổi đáng kể như thể hiện trong Hình 4.17. Có hai loại cặn: loại cặn có hình dáng lớp hoặc mô với cấu trúc nhỏ gọn và xốp. Cặn tạo lớp xuất hiện ở các nhiên liệu thử nghiệm trừ B20. Sự khác biệt của lớp cặn là bán kính lớp cặn của chúng, nhiên liệu có ít diesel sinh học thì cặn có bán kính nhỏ hơn. Điều này có liên quan đến số lượng cặn tích lũy
109
ở giai đoạn đầu của sự tạo cặn. Cặn B5 khó tách ra hơn B100 và B50 vì cặn B5 có một lớp cặn đặc với tính dẫn nhiệt cao.
Hình ảnh lớp cặn DO trong Hình 4.18 có một cấu trúc rắn và khó tách hơn. Hơn nữa, cặn ít hơn do dư lượng cacbon và tạp chất nhỏ và không có thành phần glyxerin. Nói cách khác các đặc tính của cặn B5 giải thích ở trên cũng tương tự như các đặc tính ban đầu của cặn DO thể hiện trong Hình 4.18.
Hình 4.18. Cặn DO tại 3000 và 8000 giọt τvc = 5s, tbm=306oC