7. Lắp đặt – chạy thử
7.3.Kết quả thí nghiệm
7.3.1. Đo tiêu hao nhiên liệu diesel khi chạy không tải bằng hỗn hợp (diesel + biogas)
a). Cơ sở lý thuyết
+ Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu để đánh giá chỉ tiêu kinh tế của động cơ khi sử dụng biogas với lượng diesel phun làm mồi cố định.
+ Trong quá trình thí nghiệm này chúng em tiến hành đo lượng tiêu hao nhiên liệu diesel ở chế độ không tải khi động cơ chạy bằng hỗn hợp (diesel + biogas).
b). Sơ đồ lắp đặt: Như Hình 7-2. c). Thiết bị đo
Để đo được Gnl thì ta dùng cốc đo. Thang đo nhỏ nhất có thể đo được là 5[ml] và dùng đồng hồ bấm giây để tính thời gian.
d). Trình tự tiến hành đo
+ Bước 1: Chỉnh vít hạn chế nhiên liệu để động cơ hoạt động không tải bằng hỗn hợp (diesel + biogas).
+ Bước 2: Định mức thể tích của mỗi lần đo là 10ml, chọn móc đo và bấm đồng hồ đo. Sau 10ml thì chúng ta bấm đồng hồ và ghi mức thời gian ra giấy.
Chúng ta tiến hành đo 5 lần, mỗi lần đo chúng ta thực hiện các bước 1 và 2 giống như trên.
e). Kết quả đo
Bảng 7-1. Kết quả đo tiêu hao nhiên liệu diesel khi chạy không tải
bằng hỗn hợp (diesel + biogas)
TT Thể tích diesel
[ml] Thời gian Lưu lượng [kg/h]
1 10 6p9s08 0,082 2 10 5p58s05 0,084 3 10 6p33s13 0,077 4 10 6p1s95 0,083 5 10 5p41s43 0,088 Trung bình 0,083
Sử dụng các công thức tính toán giống như ở mục 3.2.3 ta tính được thành phần phần trăm năng lượng diesel làm mồi là: 6,94 %.
7.3.2. Đo tải máy phát điệna). Cơ sở lý thuyết a). Cơ sở lý thuyết
+ Vì động cơ kéo máy phát điện nên ta có thể xác định công suất động cơ thông qua việc xác định công suất máy phát.
b). Sơ đồ lắp đặt
c). Thiết bị đo
+ Đồng hồ vạn năng: Thiết bị này có thể đo được các thông số như điện áp, cường độ dòng điện và điện trở với các thang đo khác nhau, tùy theo từng trường hợp mà ta chọn thang đo cho phù hợp.
Ở đây ta cần đo điện áp nên sẽ chuyển thang đo về vị trí để đo điện áp. Ta cắm hai đầu đo vào ổ cắm sẽ đọc được giá trị của điện áp ra.
+ Hệ thống gây tải: Để gây tải cho máy phát ta dùng hệ thống bảng điện với 3 bóng đèn loại 1000 (W).
Sơ đồ mắc các bóng đèn như sau:
d). Tiến hành đo
1 2 3 4
Hình 7-3. Sơ đồ lắp đặt để đo tải động cơ 1. Động cơ RV70-N; 2. Bộ truyền đai; 3. Máy phát
điện; 4. Ổ cắm điện
Hình 7-4. Sơ đồ mắc các bóng đèn .
Ð Ð Ð
+ B1: Khởi động động cơ và chỉnh cho động cơ chạy ổn định bằng lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas)
+ B2: Nối giắc cắm với ổ cắm (4).
+ B3: Đóng từng khóa K cho bóng đèn sáng.
+ B4: Mở khóa cấp biogas để đảm bảo U = const tức là n = const. + B5: Đo điện áp.
Tiếp tục thực hiện lại các bước từ 3 đến 5 cho tới khi các bóng đèn đều được bật sáng. Nguyên tắc gây tải là phải gây tải từ từ, không được gây tải một cách đột ngột vì như thế sẽ ảnh hưởng xấu tới động cơ. Ở đây ta thay đổi tải bằng cách đóng (mở) khóa K. Mỗi khóa K sẽ điều khiển 1 bóng đèn Đ.
e). Kết quả đo
Thực tế chúng em đã đo được công suất của động cơ phát ra nằm trong khoảng 3kW.
Hình 7-5. Thử tải với 3 và 4 bóng đèn tương đương với 3 và 4kW
Bảng 7-2. Bảng kết quả thử tải TT Chế độ tải [W] Điện áp [V] Mức tiêu hao nhiên liệu [kg/h] Tình trạng động cơ 1 1000 226 0,083 Ổn định 2 2000 210 0,083 Ổn định 3 3000 202 0,083 Ổn định 4 4000 165 0,083 Không ổn định 7.4. Nhận xét
+ Trong quá trình chạy thử nghiệm động cơ hoạt động rất ổn định, khả năng gia tốc nhanh khi tăng, giảm tải.
+ Kết quả thu được cho thấy mức tiêu hao nhiên liệu diesel khi chạy không tải trong trường hợp động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas) là 6,940% so với khi chạy không tải bằng diesel là 10,062%.
+ Một khác biệt nữa khi chạy thử với 2 chế độ trên là khả năng phát thải ô nhiễm của biogas là rất ít, khi động cơ chạy bằng diesel nó phát ra khí xả màu đen rất nhiều so với khi chạy bằng lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas). Trong khi công suất động cơ trong 2 chế độ vẫn đạt mức tương đương nhau.
8. Kết luận đề tài
Khi tiến hành cải tạo động cơ Vikyno diesel RV70-N sang động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas) em thấy:
+ Từ các kết quả tính cho ở trên thì khi động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas) các tính năng của động cơ không thay đổi nhiều, công suất giảm ít. + Sử dụng chương trình tính toán bằng Visual Basic giúp chúng ta tính toán và kiểm nghiệm các thông số một cách hiệu quả, bên cạnh đó chương trình này có thể giúp chúng ta tính toán sơ bộ trên các động cơ khác nhau.
+ Việc cải tạo động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu không làm ảnh hưởng lớn đến kết cấu của động cơ nguyên thủy của nó nên chi phí cải tạo thấp hơn so với việc thiết kế mới hoàn toàn động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu.
+ Sau khi tính toán xong thì em đã tiến hành chế tạo các bộ phận của hệ thống cung cấp và cho động cơ chạy thử, kết quả cho thấy khi động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu (diesel + bioags) có nhiều ưu điểm sau: Mức tiêu hao nhiên liệu diesel giảm so với khi chạy bằng diesel, mức phát thải ô nhiễm thấp hơn (cụ thể là khói xả ít có màu đen), trong khi đó động cơ vẫn đảm bảo kéo đủ tải cho máy phát. Tuy nhiên do điều kiện không cho phép nên chúng không thể đo được lưu lượng của khí biogas, công suất biogas...nên chưa thể phản ánh đầy đủ được hết những ưu và nhược điểm của động cơ khi sử dụng bằng lưỡng nhiên liệu.
+ Vì động cơ RV70-N là động cơ chạy máy phát điện chủ yếu dùng trong các trang trại chăn nuôi cho nên việc cải tiến và chế tạo hệ thống cung cấp biogas là điều rất cần thiết, nó có ứng dụng thiết thực với nhu cầu của người dân. Nếu đề tài này được đưa vào ứng dụng thực tế thì tin chắc rằng nó sẽ giúp cho người dân giảm được các chi phí về năng lượng, giảm giá thành sản xuất và góp phần tích cực trong việc cải thiện đời sống chung.
[1] Nguyễn Tất Tiến. “Nguyên lý động cơ đốt trong”. Nhà xuất bản giáo dục. [2] Bùi Văn Ga, Trần Văn Quang, Trương Lê Bích Trâm, Nguyễn Phi Quang. “Tối ưu hóa quá trình cung cấp biogas cho động cơ tĩnh tại sử dụng hai nhiên liệu biogas - dầu mỏ”. Tạp chí khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng - số
5(28).2008
[3] Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến, Trương Lê Bích Trâm, Nguyễn Văn Đông. “Khả
năng giảm phát thải co2 ở việt nam nhờ sản xuất điện năng bằng biogas”. Tạp chí
khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 1(30).2009
[4] Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến, Trương Lê Bích Trâm, Trần Thanh Hải Tùng.
“Xác định kích thước van cung cấp biogas cho động cơ hai
nhiên liệu biogas/diesel nhiều xi lanh cỡ lớn”. Tạp chí khoa học
và công nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 3(32).2009
[5] Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến, Nguyễn Văn Đông, Nguyễn Văn Anh. “Hệ thống
cung cấp biogas cho động cơ dual-fuel biogas/diesel”. Tạp chí khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 2(25).2008
[6] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm. “Thiết kế chi tiết máy”. Nhà xuất bản giáo dục.
[7] Trần Văn Dịch, Lưu Văn Nhang, Nguyễn Thanh Mai. “Sổ tay Gia công cơ”.