L f
G óc nón
Hình. 2- 8. Cấu trúc của tia nhiên liệu khi độ nhớt nhỏ.
· Ảnh hưởng của sức căng mặt ngồi ( s).
Khi sức căng mặt ngồi của nhiên liệu lớn, nhiên liệu rất khĩ phun địi hỏi áp suất phun phải lớn. Tia nhiên liệu sau khi phun ra rất khĩ phân tán các hạt nhiên liệu dính lại với nhau, sinh ra hiện tượng phun nhỏ giọt.
· Ảnh hưởng của tính liên tục nhiên liệu ( G ).
Khi nhiên liệu cĩ tính liên tuc khơng cao, tia nhiên liệu sẽ dễ bị gãy (đứt quãng). Làm động cơ cĩ tiếng nổ khơng êm.
· Mật độ ( r ).
Khi mật độ của nhiên liệu nhỏ dẫn đến tia nhiên liệu phun ra khỏi vịi phun nhạt, hồ khí nhạt động cơ làm việc bị giảm cơng suất. Ngược lại nếu mật độ trong nhiên liệu lớn thì tia nhiên liệu phun ra đậm, hồ khí đậm động cơ làm việc máy nĩng, xả khĩi đen, hao tốn nhiên liệu.
Tĩm lại: loại nhiên liệu cĩ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phun. Muốn quá trình phun tốt thì địi hỏi nhiên liệu phải cĩ độ nhớt, mật độ, sức căng mặt ngồi, tính liên tục theo một loại nhiên liệu chuẩn phù hợp với yêu cầu động cơ.
2.3. GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG PHUN CỦA DẦU
THỰC VẬT.
2.3.1. Giải pháp xử lý độ nhớt.
· Thành phần và tính chất chung của dầu Dừa. Khái niệm.
Dầu Dừa là một loại Lipid hữu cơ, khơng đồng nhất cĩ trong tế bào sống được đặc trưng bởi sự cĩ mặt trong phân tử của chúng một Ester Axít béo cao phân tử với Alcol. Dầu Dừa cĩ độ nhớt cao, tan tốt trong dung mơi hữu cơ khơng phân cực như Ête, Ester, Axêtơn, Clorofoc và Benzen. Màu vàng nhạt, nhiệt độ đơng đặc thấp như mỡ (20 –28)0C, cĩ mùi thơm đặc trưng của Dừa.
Tính chất chung của dầu Dừa.
Dầu Dừa là một chất béo, tỷ trọng nhỏ hơn nước. Khơng tan trong nước khi trộn với nước tách thành hai lớp. Tuy nhiên, ở những điều kiện nhất định, dưới tác dụng của một số chất cĩ thể tạo thành nhũ tương bền, các chất cĩ tác dụng này gọi là chất tạo nhũ tương. Chúng cĩ bản chất rất khác nhau, cĩ thể là Protein và các chất hoạt động bề mặt khác.
CH2 O O CH2 O C O R C O CH2 O C R'' O R'
Trong đĩ: R, R’, R’’ lá các gốc của Axít béo. Thành phần các Axít cĩ trong dầu Dừa:
Dầu Dừa cĩ các Axít béo trong Gơlixêrin là: [5]
o Axít Lauric: C12 CH3 (CH2 )10 COOH Axít khơng no chiếm tỷ lệ 48%.
o Axít Miriơtic: C14 CH3 (CH2 )12 COOH Axít no chiếm tỷ lệ 17%.
o Axít Panmitic: C16 CH3 (CH2 )14 COOH Axít no chiếm tỷ lệ 9%.
o Axít Caprilic: C8 CH3 (CH2 )6 COOH Axít no chiếm tỷ lệ 8%.
o Axít Caprinic : C10 CH3 (CH2 )8 COOH Axít no chiếm tỷ lệ 7%.
o Axít Olêic: C18 CH3 (CH2 ) 7 CH =CH (CH2 )7 COOH Axít khơng no chiếm tỷ lệ 6%.
o Axít Linolêic: C18 CH3 (CH2 )4 CH =CH –CH2 –CH =CH –CH2 (CH2 )7
COOH Axít khơng no chiếm tỷ lệ 2,3%.
o Axít Stearic: C18 CH3 (CH2 )16 COOH Axít no chiếm tỷ lệ 0,5%.
o Axít Panmitolic: C16 CH3 (CH2 )5 CH = CH (CH2 )7 COOH Axít khơng no chiếm tỷ lệ 0,2%.
Etanol cĩ cơng thức hĩa học C2H5OH. Đại biểu quan trọng nhất của rượu no đơn chức. Là một chất lỏng linh động khơng màu, cĩ mùi đặc trưng, vị cay. Etanol cháy cho ngọn lửa khơng sáng lắm. Tan trong nước với bất kỳ tỷ lệ nào cĩ nhiều ứng dụng quan trọng. Cồn (90 –95o ) là một dung mơi rất phổ biến dùng để pha chế nước hoa, dùng trong y học. Trộn với nhiên liệu dùng trong các động cơ nổ, điều chế bằng cách lên men tinh bột hoặc sử dụng một số phương pháp khác.
Bảng 2-1. Một số thơng số của Etanol: [6]
Nhiệt độ nĩng chảy, oC Nhiệt độ sơi,oC Nhiệt độ bắt cháy, oC -114.2 78,39 426 Tỷ trọng d154 0.79356 Độ nhớt, cp, ở nhiệt độ OOC 20OCO 1,776 1,221 Áp suất hơi bão hồ, mmHg, ở nhiệt độ.
O0C 500C 500C 1000C 12,24 219,82 1682,30 Áp suất tới hạn, KG /cm2 63,1 Giới hạn nồng độ tạo thành hỗn hợp nổ,% thể tích 3,28 –18,95 Nhiệt trị (Kcal/kg) 7100
· Thành phần và tính chất chung của Mêtanol.
Mêtanol là chất lỏng trong suốt cĩ mùi cồn đặc trưng. Rượu Mêtylic độc, khi uống phải cĩ thể bị nhiễm độc nặng, đơi khi chết người. Cháy cĩ ngọn lửa màu xanh nhạt. Điều chế bằng cách chưng khơ gỗ hoặc tổng hợp bằng cách dùng Hiđrơ khử Cacbonoxit ở nhiệt độ (220 –300)oC dưới áp suất (150 –600 )KG/cm2 cĩ xúc tác Kẽm ơxít hoặc các chất khác.
Bảng 2-2. Một số thơng số của Mêtanol: [6] Nhiệt độ nĩng chảy,0C Nhiệt độ sơi, 0C Nhiệt độ bắt cháy, 0C -97,49 64,509 240 Tỷ trọnglỏng ở 15,500C(nước =1 ) 0.796 Độ nhớt,cp, ở nhiệt độ O0C 200C 0.59 1,20
Áp suất hơi bão hồ, mm Hg , ở nhiệt độ. OOC 500C 1000C 26,8 381,7 2400,1 Tỷ trọng lỏng ở ,15,5 0C( nước =1 ) 0,796 Áp suất tới hạn,KG /cm2. 82,6 Giới hạn nồng độ tạo hỗn hợp nổ,% thể tích. 6,1 –36,5 Nhiệt trị (Kcal/kg) 5300
· So sánh tính chất của Mêtanol và Etanol:
Về mặt hố học và các thơng số như độ nhớt, tỷ trọng nhiệt độ bay hơi thì cả Etanol và Mêtanol gần giống nhau. Điều cĩ thể làm chất pha vào nhiên liệu, tuy nhiên nhiệt độ bắt cháy, nhiệt trị của Mêtanol thấp hơn hẳn Etanol điều này hồn tồn khơng thích hợp với yêu cầu của đơng cơ. Ở nhiệt độ thấp mà nhiên liệu đã bắt đầu cháy, sẽ làm giảm hiệu suất của động cơ và hao phí nhiên liệu rất lớn. Ngồi ra, Mêtanol rất khĩ sản xuất giá thành cao, khơng được sử dụng phổ biến, rất độc nên nguy hiểm cho người sử dụng. Cịn Etanol thì rất dễ sản xuất được sử dụng phổ biến giá thành thấp khơng độc hại cĩ nhiệt độ bắt cháy và áp suất tới hạn phù hợp với các loại nhiên liệu sử dụng cho động cơ. Do Etanol cĩ những tính chất ưu việt hơn so với Mêtanol nên sẽ sử dụng làm chất pha vào dầu Dừa.
2.3.1.1. Giải pháp xử lý độ nhớt bằng phương pháp pha dung mơi và gia nhiệt.
· Trên cơ sở độ nhớt:
Cách pha chế để giảm độ nhớt, do độ nhớt của nhiên liệu khơng cĩ tính chất cộng vì vậy việc tính tốn để trộn dầu phải theo biểu đồ pha trộn dầu của Malinkievich.
Cách làm: [7]
Tìm trên trục (100%A ) điểm A tương ứng với độ nhớt hA của chất A. Xác định trên trục thứ hai (100%B ) điểm B tương ứng với hB nối A với B. Từ điểm C tương ứng với độ nhớt hC. Yêu cầu hỗn hợp pha trộn, kẻ đường song song với trục ngang cắt AB tại D, từ D giĩng một đường vuơng gĩc với trục hồnh biết tỷ lệ cần pha trộn để cĩ độ nhớt hC.
Hình. 2- 9. Biểu đồ xác định tỷ lệ pha trộn nhiên liệu.
· Giải thích cơ chế pha dung mơi Etanol vào dầu Dừa và gia nhiệt làm giảm độ nhớt của dầu Dừa.
Dầu Dừa thơ cĩ độ nhớt cao, tỷ trọng lớn vì trong thành phần của dầu Dừa ngồi các thành phần chính, cịn cĩ tạp chất khác chiếm tỷ lệ khơng lớn nhưng nĩ ảnh hưởng khơng nhỏ đến độ nhớt dầu Dừa. Vậy để giảm độ nhớt dầu Dừa ta pha thêm cồn 960C thì
thấy cĩ hiện tượng hồ tan của cồn 960C vào dầu Dừa, nhưng quá trình hồ tan khơng hồn tồn tạo ra dung dịch cĩ hiện tượng phân lớp. Hợp chất mới cĩ độ nhớt nhỏ hơn dầu Dừa thơ vì tạo ra Ester C2H5COOR cĩ mạch Cacbon khơng phân nhánh, khối lượng phân tử, tỷ trọng và tạp chất nhỏ hơn dầu Dừa. Đồng thời tách Gơlixêrin khỏi dầu Dừa vì Gơlixêrin chính là nguyên nhân làm dầu Dừa cĩ độ nhớt cao.
Các phản ứng xẩy ra giữa Ester dầu Dừa với Etanol: