Nghiên cứu chế tạo thiết bị phối trộn hỗn hợp dầu DO, dầu thực vật và chất phụ gia làm nhiên liệu cho động cơ diesel tàu thủy trung - cao tốc

Bài báo giới thiệu hỗn hợp dầu thực vật, dầu DO và chất phụ gia làm nhiên liệu cho động cơ diesel. Bộ tạo hỗn hợp được thiết kế và chế tạo dựa trên các thông số đầu vào: Nhiệt độ sấy, tỷ lệ pha dầu thực vật, tiêu hao nhiên liệu của động cơ diesel tàu thủy công suất nhỏ (dưới 90Hp). Nhiên liệu từ đầu ra của Bộ tạo hỗn hợp tự động này được thử nghiệm trên động cơ 4CHK YANMAR DIESEL đối chứng với phương pháp tạo hỗn hợp thủ công.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo thiết bị phối trộn hỗn hợp dầu DO, dầu thực vật và chất phụ gia làm nhiên liệu cho động cơ diesel tàu thủy trung - cao tốc Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 2/2011 THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ PHỐI TRỘN HỖN HỢP DẦU DO, DẦU THỰC VẬT VÀ CHẤT PHỤ GIA LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY TRUNG - CAO TỐC STUDY ON MANUFACTURE MIXTURE FOR MIXING DIESEL OIL, VEGETABE OIL AND ADDITIVE TO USE AS FUEL FOR MEDIUM - HIGH SPEED MARINE DIESEL ENGINES Phùng Minh Lộc1, Mai Đức Nghĩa2 1-Trường Đại học Nha Trang, 2-Trường SQ Không quân TÓM TẮT Bài báo giới thiệu hỗn hợp dầu thực vật, dầu DO và chất phụ gia làm nhiên liệu cho động cơ diesel. Bộ tạo hỗn hợp được thiết kế và chế tạo dựa trên các thông số đầu vào: Nhiệt độ sấy, tỷ lệ pha dầu thực vật, tiêu hao nhiên liệu của động cơ diesel tàu thủy công suất nhỏ (dưới 90Hp). Nhiên liệu từ đầu ra của Bộ tạo hỗn hợp tự động này được thử nghiệm trên động cơ 4CHK YANMAR DIESEL đối chứng với phương pháp tạo hỗn hợp thủ công. Từ khóa: Nhiên liệu sinh học, động cơ Diesel, phụ gia nhiên liệu, dầu thực vật. ABSTRACT This paper presents a mixture of vegetable oils, diesel oils and additives as fuel for diesel engines. The automatic Mixture is designed and manufactured based on the input parameters: drying temperature, ratio of vegetable oil, fuel consumption of small marine diesel engines (less than 90Hp). The fuel mixture from the Mixture are tested on 4CHK Yanmar engine and confronting with manual mixed methods. Keywords: fuel, diesel engines, additives, vegetable oil. I. MỞ ĐẦU 1. Hỗn hợp dầu thực vật, dầu DO và chất phụ gia làm nhiên liệu cho động cơ diesel. Hiện nay, có thể chia công nghệ sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu thay thế cho động cơ diesel (cả trong nước và nước ngoài) thành hai hướng chính: 1.1. Xử lý về mặt hoá học để dầu thực vật có được những tính chất tương đương với die- 1.2. Xử lý về mặt cơ - lý để dầu thực vật đạt được một số yêu cầu cơ bản của nhiên liệu DO. Theo hướng này, công nghệ chủ yếu theo 2 nhánh sau: - Thứ nhất, chế tạo Bộ chuyển đổi hoặc Bộ phun nhiên liệu chuyên dùng có thể sử dụng đến 100% dầu thực vật (SVO). Công nghệ này phức tạp, can thiệp sâu vào kết cấu nên chỉ ứng dụng cho động cơ vừa và lớn sel dầu mỏ (DO). Dầu qua xử lý như vậy gọi là - Thứ hai, tạo hỗn hợp dầu thực vật, chất Biodiesel. Theo hướng này công nghệ chủ yếu phụ gia và dầu DO đạt tiêu chuẩn nhiên liệu dùng là hoá dầu để sản xuất nhiên liệu theo qui mô cho động cơ diesel. Công nghệ theo nhánh này công nghiệp, giá thiết bị rất cao. đơn giản, phù hợp với động cơ công suất nhỏ. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG ❖ 71 Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Việc chọn dầu dừa làm nhiên liệu đã được Soá 2/2011 nhất [10]. lý giải [4], chọn dung môi là dầu diesel tiện dụng Bộ phối trộn gồm hai phần chính: và phù hợp với Đề án phát triển nhiên liệu sinh - Phần điều khiển học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2020 của - Phần thao tác bao gồm: các bộ phận chính phủ Xuất phát từ cơ sở lý thuyết nhiên liệu dùng cho động cơ diesel; hình thành hỗn hợp cháy và truyền động khuấy trộn hỗn hợp, cụm gia nhiệt. II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU cháy nhiên liệu trong động cơ, hai vấn đề cần ưu 1. Xây dựng phương án thiết kế Bộ tạo hỗn tiên giải quyết khi sử dụng nhiên liệu thay thế là: hợp Xử lý độ nhớt: 100% hệ thống nhiên liệu 1.1. Thông số đầu vào động cơ diesel tàu thủy cỡ nhỏ hiện tại dùng dầu - Nhiệt độ gia nhiệt: 800C diesel nhẹ, độ nhớt thấp. Hệ thống này không - Tỷ lệ pha vào dầu DO: Phụ gia Nano fuel thể hoạt động với nhiên liệu có độ nhớt cao hơn bosster (0,125)%; dầu DO, dầu dừa độ nhớt cao, vì vậy cần pha Dầu dừa trong khoảng (10-25)% loãng bằng dầu DO và sấy nóng để hỗn hợp đạt - Tiêu hao nhiên liệu giờ ở chế độ toàn tải: độ nhớt tương đương dầu diesel. Cải thiện chất lượng quá trình cháy: Nhìn 18(l/h) 1.2. Lựa chọn phương án chung, chất lượng quá trình cháy giảm khi tăng tỉ Thiết bị phối trộn được ứng dụng trong việc lệ dầu dừa, vì vậy cần pha chất phụ gia vào hỗn nghiên cứu, tạo ra nhiên liệu mới cho động cơ hợp. Chất phụ gia chọn theo tiêu chí giảm tiêu tàu thủy trung và cao tốc. Vì vậy, nó phải đáp hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường [5], pha ứng các yêu cầu về tính đơn giản, dễ sử dụng, trước vào dầu DO với tỉ lệ pha theo hướng dẫn giá thành hạ… nhưng vẫn phải đảm bảo độ tin của nhà sản xuất. cậy trong quá trình làm việc. Các chi tiết chính 2. Công nghệ tạo nhiên liệu hỗn hợp: 2.1. Ước định giới hạn tỉ lệ pha dầu dừa: (X1,X2) - Cận dưới, pha dầu dừa vào hỗn hợp của thiết bị gồm: - Thùng phối trộn: thùng được chế tạo bằng nhôm bên trong có các cánh dẫn hướng tạo (không gia nhiệt) với tỉ lệ X1% sao cho độ nhớt nằm ở giới hạn trên của tiêu chuẩn dầu DO. - Cận trên, pha dầu dừa vào hỗn hợp và gia nhiệt đến 800C (trên nhiệt độ này độ nhớt giảm không đáng kể) với tỉ lệ X2% đủ lớn nhưng độ nhớt vẫn nằm trong tiêu chuẩn dầu của DO. 2.2. Bộ tạo hỗn hợp được nghiên cứu thiết kế, chế tạo dựa trên cơ sở: Các thông số đầu vào: Nhiệt độ sấy, tỷ lệ pha dầu dừa (X1,X2), tiêu hao nhiên liệu của động cơ diesel tàu thủy công suất nhỏ (dưới 90Hp); Máy đồng thể đã được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp...dùng để trộn hai hoặc nhiều chất lỏng vào nhau thành một thể đồng 72 ❖ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG Hình 1. Phương án thiết kế thiết bị Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 2/2011 dòng chảy rối; trong thùng có đặt cánh khuấy; bên ngoài có đặt các điện trở gia nhiệt nhằm tăng nhanh quá trình đồng thể và đảm bảo độ nhớt hợp lý cho hỗn hợp khi phối trộn. - Động cơ, trục cánh khuấy, thùng chứa dầu, bộ phận điều khiển, các cảm biến và màn hình hiển thị. Phương án thiết kế được xây dựng như hình 1. 2. Thiết kế, chế tạo thiết bị 2.1. Lực cản trên cánh khuấy và chọn động cơ Cánh khuấy trộn khi chuyển động quay trong thùng chứa hỗn hợp sẽ tạo ra dòng xoáy của chất lỏng. Cánh khuấy là một yếu tố quan trọng quyết định dòng lưu chuyển của ch ...