Chương III: Môi chất công tác

Môi chất công tác là chất trung gian để thực hiện chu trình công tác, bao gồm chất oxy hoá như không khí hoặc oxy (trong những trường hợp đặc biệt), nhiên liệu sản xuất và sản vật cháy. Trong chu trình công tác, môi chất công luôn thay đổi thành phần và tính chất lý hoá. Trong quá trình nạp, môi chất nạp vào xy lanh là không khí đối với động cơ diesel.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương III: Môi chất công tác Ch−¬ng III. M«i chÊt c«ng t¸c M«i chÊt c«ng t¸c l chÊt trung gian ®Ó thùc hiÖn chu tr×nh c«ng t¸c, bao gåm chÊt «xy ho¸ nh− kh«ng khÝ hoÆc «-xy (trong nh÷ng tr−êng hîp ®Æc biÖt), nhiªn liÖu v s¶n vËtch¸y. Trong chu tr×nh c«ng t¸c, m«i chÊt c«ng lu«n thay ®æi th nh phÇn v tÝnh chÊt lýho¸. Trong qu¸ tr×nh n¹p, m«i chÊt n¹p v o xy lanh l kh«ng khÝ ®èi víi ®éng c¬ diesel;l hçn hîp kh«ng khÝ víi nhiªn liÖu ®èi víi ®éng c¬ x¨ng v ®éng c¬ gas, ®−îc gäi l khÝn¹p míi. Trong qu¸ tr×nh nÐn, m«i chÊt c«ng t¸c l mét hçn hîp bao gåm khÝ n¹p míi vkhÝ sãt, hçn hîp khi ®ã cßn ®−îc gäi l hçn hîp c«ng t¸c. Trong qu¸ tr×nh gi n në v qu¸tr×nh th¶i, m«i chÊt c«ng t¸c l s¶n vËt ch¸y.3.1 Nhiªn liÖu Nhiªn liÖu l th nh phÇn quan träng nhÊt cña m«i chÊt c«ng t¸c, cã ¶nh h−ëngquyÕt ®Þnh ®Õn kÕt cÊu còng nh− c¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt cña ®éng c¬. §éng c¬ ®èttrong th«ng th−êng sö dông chñ yÕu nhiªn liÖu khÝ v nhiªn liÖu láng. 3.1.1 Nhiªn liÖu khÝ Nhiªn liÖu khÝ bao gåm khÝ thiªn nhiªn nh− khÝ tõ má dÇu hoÆc má khÝ ®èt; khÝc«ng nghiÖp nh− khÝ do ch−ng cÊt dÇu má, luyÖn than cèc; khÝ lß ga do khÝ ho¸ nhiªn liÖur¾n nh− gç, than; khÝ sinh vËt (biogas). BÊt kú lo¹i nhiªn liÖu khÝ n o còng l hçn hîp c¬ häc cña c¸c khÝ ch¸y v khÝ tr¬víi ®iÒu kiÖn bá qua c¸c th nh phÇn t¹p chÊt. Mét c¸ch tæng qu¸t cã thÓ coi cÊu tróc ph©ntö cña mçi khÝ ch¸y bao gåm c¸c-bon, hy-dr« v «-xy l CmHnOr. V× vËy, ®èi víi mét ®¬nvÞ nhiªn liÖu khÝ (vÝ dô nh− 1 kg, kmol hay m3 tiªu chuÈn...) ta cã: ΣCmHnOr + N2 = 1 (3-1) Dùa v o nhiÖt trÞ Q (kJ/m3tc) ng−êi ta ph©n nhiªn liÖu khÝ th nh ba lo¹i sau: • NhiÖt trÞ cao: Q = 23 ÷ 28 (kJ/m3tc) vÝ dô nh− khÝ thiªn nhiªn, khÝ phô phÈmch−ng cÊt dÇu má. • NhiÖt trÞ trung b×nh: Q = 16 ÷ 23 (kJ/m3tc) nh− khÝ lß luyÖn than cèc. • NhiÖt trÞ thÊp: Q = 4 ÷ 16 (kJ/m3tc) nh− khÝ lß ga v khÝ sinh vËt. §éng c¬ ch¹y c¸c nhiªn liÖu khÝ nh− khÝ thiªn nhiªn nÐn CNG (Compressed NaturalGas) hay khÝ ho¸ láng LPG (Liquidfied Petroleum Gas) cã −u ®iÓm l Ýt « nhiÔm m«itr−êng v tiÕt kiÖm v× gi¸ khÝ ®èt rÎ h¬n so víi x¨ng. NhiÒu h ng taxi ë ViÖt Nam ® v®ang chuyÓn ®æi xe ch¹y x¨ng sang ch¹y c¶ x¨ng v khÝ ®èt. Tuy nhiªn, do giíi h¹n cñagi¸o tr×nh nªn chóng ta kh«ng xÐt ®éng c¬ nhiªn liÖu khÝ. 3.1.2 Nhiªn liÖu láng 3.1.2.1 Th nh phÇn cña nhiªn liÖu láng PhÇn lín ®éng c¬ ®èt trong sö dông nhiªn liÖu láng. Nhiªn liÖu láng cã nhiÒu lo¹inh−ng theo nguån gèc cã thÓ chia th nh hai lo¹i. Lo¹i thø nhÊt cã gèc ho¸ th¹ch nh−x¨ng, dÇu ho¶, diesel... Lo¹i thø hai cã nguån gèc thùc vËt nh− mª-tha-n«l, ª-tha-n«l, dÇuthùc vËt nh− dÇu dõa, dÇu h¹t c¶i... §a sè ®éng c¬ nhiªn liÖu láng hiÖn nay dïng nhiªnhttp://www.ebook.edu.vn 19liÖu gèc ho¸ th¹ch nh− x¨ng v diesel. ChÝnh v× vËy v mÆt kh¸c do h¹n chÕ vÒ khu«n khæcña gi¸o tr×nh nªn sau ®©y ta chØ xÐt hai lo¹i nhiªn liÖu láng l x¨ng v diesel. Trong qu¸ tr×nh ch−ng cÊt dÇu má, ng−êi ta thu ®−îc lÇn l−ît x¨ng, dÇu ho¶, nhiªnliÖu diesel, dÇu m¸y v nhùa ®−êng. VÒ th nh phÇn, x¨ng v nhiªn liÖu diesel thùc chÊt lhçn hîp cña c¸c lo¹i c¸c-bua-hy-dr« kh¸c nhau chia th nh c¸c nhãm sau ®©y. • C¸c-bua-hy-dr« bÐo: bao gåm pa-ra-phin cßn gäi l an-kan cã c«ng thøc ho¸ häcl CnH2n + 2; «-lª-phin CnH2n v a-xª-ty-len CnH2n - 2. Trong ®ã, «-lª-phin v a-xª-ty-len lnh÷ng cac-bua-hy-dr« kh«ng no th−êng kh«ng chøa trong dÇu th« nh−ng xuÊt hiÖn trongqu¸ tr×nh ch−ng cÊt. Trong nhãm n y, pa-ra-phin l th nh phÇn ®ãng vai trß chñ yÕu. Pa-ra-phin (an-kan) l c¸c-bua-hy-dr« no cã hai d¹ng l an-kan th−êng v ®ång vÞcßn gäi l i-s«-an-kan. An-kan th−êng cã m¹ch th¼ng hë, vÝ dô nh− xª-tan C16H34, h×nh 3-1. H H H H H H H H H H H H H H H H H C C C C C C C C C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H×nh 3-1. CÊu tróc ph©n tö cña xª-tan C16H34 §Æc ®iÓm chung cña an-kan th−êng l cã H CH3 H CH3 HtÝnh æn ®Þnh ho¸ häc ë nhiÖt ®é cao kÐm, do ®ã dÔ H C C C C C Hd ng tham gia ph¶n øng víi «-xy t¹o nªn qu¸ tr×nhtù ch¸y. V× vËy, nÕu nhiªn liÖu diesel c ng cã H CH3 H CH3 HnhiÒu an-kan th−êng th× cã tÝnh tù ch¸y c ng cao(xem môc 3.1.3). H×nh 3-2. CÊu tróc ph©n tö cña An-kan ®ång vÞ cã m¹ch nh¸nh nªn cÊu tróc i-s«-èc-tan C8H18ph©n tö kh¸ bÒn v÷ng, cã tÝnh æn ®Þnh ho¸ häccao, khã tù ch¸y hay nãi c¸ch kh¸c khã ...