ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐIỀU CHỈNH ĐẾN HÀM LƯỢNG NOX TRONG KHÍ XẢ CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL

ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐIỀU CHỈNH ĐẾN HÀM LƯỢNG NOX TRONG KHÍ XẢ CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL TS. LÊ HOÀI ĐỨC Bộ môn Động cơ đốt trong Khoa Cơ khí Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông điều chỉnh đến hàm lượng NOx trong khí xả của động cơ diesel và qua đó tìm ra phạm vi khai thác hợp lý cho người sử dụng để giảm ô nhiễm môi trường. Summary: The paper presents some reseach results on the impact of...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐIỀU CHỈNH ĐẾN HÀM LƯỢNG NOX TRONG KHÍ XẢ CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐIỀU CHỈNH ĐẾN HÀM LƯỢNG NOX TRONG KHÍ XẢ CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL TS. LÊ HOÀI ĐỨC Bộ môn Động cơ đốt trong Khoa Cơ khí Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông điều chỉnh đến hàm lượng NOx trong khí xả của động cơ diesel và qua đó tìm ra phạm vi khai thác hợp lý cho người sử dụng để giảm ô nhiễm môi trường. Summary: The paper presents some reseach results on the impact of adjustment parameters on the content of NOx in exhaust gas discharged from diesel engines, based on which suitable operational ranges have been found to help users reduce environmental pollution. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, các loại thiết bị có công suất lớn, nguồn động lực chính vẫn là động cơ diesel. Đối với Việt Nam, các động cơ diesel hầu hết là nhập khẩu, khi đưa và sử dụng và khai thác, do điều kiện khí hậu của Việt Nam thay đổi tác động tới chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và môi trường của động cơ. Xác định các thông số điều chỉnh trong quá trình khai thác một cách hợp lý có ý nghĩa lớn trong việc nâng cao chất lượng khai thác phương tiện có sử dụng động cơ diesel, làm tăng hiệu quả kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường. Do đó việc nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng một số thông số điều chỉnh đến hàm lượng NOx trong khí xả của động cơ diesel để tìm ra phạm vi khai thác hợp lý cho người sử dụng là vấn đề có ý nghĩa khoa học. II. NỘI DUNG VÀ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2.1. Các vấn đề chung NOx là thuật ngữ chuyên môn thường dùng để gọi chung ba nhóm chất hình thành trong quá trình cháy là: Monoxit Nitơ (NO), Dioxit Nitơ (NO2) và Protoxit Ntitơ (N2O). Thực chất sự hình NOx là sự kết hợp giữa N2 và O2 có mặt trong hỗn hợp ở nhiệt độ cháy (trên 11000C). Hầu hết các tác giả nghiên cứu về sự tạo thành NOx đều cho rằng trong khoảng thời gian cháy của động cơ đốt trong thông thường chỉ cần xem xét động học phản ứng tạo thành NO (chất chiếm tỷ lệ cao nhất trong nhóm NOx). Các thành phần còn lại NO2 và N2O được xác định theo kết quả thống kê kinh nghiệm [1], [5]. Để tính toán hàm lượng NO trong khí thải có thể sử dụng nhiều mô hình với mức độ chính xác khác nhau, nhưng trong đó mô hình Zeldovich có nhiều ưu điểm và được rất nhiều tác giả sử dụng. 2.2. Tính toán thành phần mol của sản vật cháy theo nhiệt động cân bằng Phương trình phản ứng đối với nhiên liệu hydrocacbon trong trường hợp tổng quát có thể viết dưới dạng: q a⎛ m r ⎞⎛ ⎞ 78 1 a (C m H n O r ) + ⎜ n + − ⎟⎜ O 2 + N 2 + Ar ⎟ → ∑ x i (1) φ⎝ 4 2 ⎠⎝ 21 21 ⎠ i=1 Trong đó: q là tổng số các thành phần sản vật cháy; xi là thành phần mol của chất i trong sản vật cháy; φ là tỷ lệ tương đương (nghịch đảo của hệ số dư lượng không khí α). Trạng thái cân bằng nhiệt động của các sản vật cháy được biểu diễn bởi 7 phương trình phản ứng [9]. 1 H2 → H (2) 2 1 O2 → O (3) 2 1 N2 → N (4) 2 2H 2O → 2H 2 + O 2 (5) 1 H 2 O → OH + H 2 (6) 2 CO2 + H 2 → H 2 O + CO (7) 1 (8) H 2O + N 2 → H 2 + NO 2 Hằng số cân bằng phản ứng của các phương trình từ (2) đến (8) được tính như sau [9]: x11 x4 K p2 = (9) (10) K p1 = p p x10 x2 x7 x10 K p3 = K p4 = p p (11) (12) b2 x5 bx 9 K p6 = x3 (13) ...