(TIỂU LUẬN) thiết kế thực nghiệm đánh giá tính năng kinh tế kỹ thuật động cơ sử dụng nhiên liệu biodiesel b20

Phân công nhiệm vụTổng quan về nhiên liệu sinh học Tô Bá Hiếu Xây dựng quy trình thực nhiệm  Mục đích, Đối tượng và nhiên liệu thử nghiệm Nguyễn Hồng Phúc  Sơ đồ bố trí thử nghiệm và c

Bộ môn: Thí nghiệm động cơ Giảng viên: Dương Việt Dũng

Phân công nhiệm vụ

Tổng quan về nhiên liệu sinh học (Tô Bá Hiếu)

Xây dựng quy trình thực nhiệm

 Mục đích, Đối tượng và nhiên liệu thử nghiệm

(Nguyễn Hồng Phúc)

 Sơ đồ bố trí thử nghiệm và các trang thiết bị chính

(Phan Văn Tâm)

 Điều kiện thực nghiệm và công thức tính toán và quy trình thực

ĐẶT VẤN ĐỀ

 Với mức sử dụng dầu mỏ như hiện nay, nguồn cung dầu mỏ khó có thể

đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong vòng 40-50 năm nữa nếu không pháthiện thêm những nguồn dầu mỏ mới

so với các nguồn năng lượng kể trên

 Một mặt nhiên liệu sinh học góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng trongtương lai…

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN

LIỆU SINH HỌC

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

1.1 Giới thiệu chung về nhiên liệu sinh học

Biodiesel còn được gọi Diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay

mỡ động vật

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

1.2 Nguồn nguyên liệu sản xuất diesel sinh học

 Dầu thực vật

Một số loại dầu thực vật dùng để sản xuất diesel sinh học như: Dầu dừa, dầu hạtcao su, dầu sở, dầu bong, dầu hướng dương, dầu thầu dầu, dầu lạc, dầu vừng,dầu ngô, dầu cọ, dầu hạt cải, dầu mè (Jatropha), dầu đậu nành

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

 Mỡ động vật

Đây là nguồn nguyên liệu lấy từ mỡ các con vật, ví dụ như mỡ cá basa, cátra, mỡ bò, mỡ lợn, mỡ gà, Đối với nguyên liệu loại này, ngoài các tác

nhân trao đổi este là methanol, có thể dùng tác nhân hỗn hợp là 65%

methanol + 35% ethanol cũng thu được độ nhớt cần thiết của diesel sinh học

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

 Dầu phế thải

Đây chính là dầu cặn của các nhà máy chế biến thực phẩm, chúng có đặc điểm

là đã qua gia nhiệt nhiều lần, có màu sẫm Kết quả phân tích loại này cho thấyngoài lượng dầu mỡ còn có nhiều các chất khác kể cả các chất rắn, nguyên liệunày được sử lý trước tiên là lọc sau đó tách nước

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

1.3 Phương pháp sản xuất Diesel sinh học

+ Thông qua quá trình este hóa chéo

Hình 1.1 Sơ đồ phản ứng este hóa chéo dầu thực vật với methanol

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất diesel sinh học từ các nguồn nguyên liệu

khác nhau

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

1.4 Ưu nhược điểm của nhiên liệu sinh học

 Tính chất thân thiện với môi trường : chúng sinh ra ít hàm lượng khí

gây hiệu ứng nhà kính và ít gây ô nhiễm môi trường hơn các loại nhiên liệu truyền thống

 Nguồn nhiên liệu tái sinh: các nhiên liệu này lấy từ hoạt động sản

xuất nông nghiệp và có thể tái sinh

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

 Việc phát triển NLSH (có nguồn gốc từ thực vật) sẽ làm giảm diện tích canh tác các cây lương thực khác do đó sẽ làm giá lương thực tăng cao, đedọa đến an ninh lương thực

 Công nghệ để đầu tư sản xuất NLSH yêu cầu khá cao, làm giá thành của

nó cao hơn so với nhiên liệu hóa thạch

 Phụ thuộc vào điều kiện nuôi trồng động thực vật như: điều kiện thời tiết,phong tục tập quán, vùng miền.v.v…

XÂY DỰNG QUY TRÌNH

THỰC NGHIỆM

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM

2.1 Mục đích của đề tài

 Đánh giá tính năng kinh tế kỹ thuật động cơ sử dụng nhiên liệu

biodiesel B20 so với động cơ sử dụng nhiên liệu diesel truyền thống

 Cụ thể :

• Đánh giá công suất động cơ

• Tiêu hao nhiên liệu

• Hiệu suất nhiệt của động cơ

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM

2.3 Đối tượng và nhiên liệu thử nghiệm

2.3.1 Đối tượng thử nghiệm

Chọn động cơ thí nghiệm

isuzu 4JB1T

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM

2.3.2 Nhiên liệu thử nghiệm

• Nhiên liệu diesel sinh

học (B20)

Thông số

Nhiệt trị (MJ/kg) Trị số xêtan

Khối lượng riêng ở 15°C (kg/m3)

Độ nhớt động học ở 40°C (cSt) Điểm chớp cháy(0C)

Thành phần lưu huỳnh (ppm) Thành phần nước (ppm)

B20

41,84

51 845 3,47 75 433 96

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM

2.4 Sơ đồ bố trí thử nghiệm và các trang thiết bị chính

2.4.1 Sơ đồ bố trí thử nghiệm

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM

2.4.2 Trang thiết bị thử nghiệm

 Phanh điện APA 404/6 PA

Phanh điện có khả năng làm việc ở 2 chế độ: chế độ động cơ điện vàchế độ máy phát điện, tự động đo đạc được các thông số của động cơnhư mômen, tốc độ quay của trục khuỷu,…với độ chính xác cao

Chế độ động cơ điện: Công suất cực đại Nđ =200 Kw

- Chế độ máy phát điện: Công suất cực đại Nphanh =220 kW

- Tốc độ quay tối đa n = 8000 (vòng/phút)

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

 Thiết bị làm mát nước AVL 553

• Môi chất làm việc

• Công suất làm việc

• Lưu lượng làm việc

• Nhiệt độ dòng nước vào

• Nhiệt độ làm việc

• Áp suất làm việc cực đại : 6 [bar]

• Công suất gia nhiệt

• Lưu lượng làm việc

• Điện áp vào

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

 Thiết bị làm mát dầu AVL 554

Thiết bị làm mát dầu AVL 554 có tác dụng giải nhiệt cho dầu bôi trơn và ổn định nhiệt độ dầu trong một khoảng nhất định từ: 70 ÷ 1400C

Đặc điểm của thiết bị làm mát dầu AVL 554 là điều chỉnh nhiệt độ dầu bôi trơn theo mục đích của thí nghiệm

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

 Bộ điều khiển tay ga THA 100

Dùng để điều khiển thanh răng của bơm cao áp cung cấp nhiên liệu cho động cơ thông qua bàn điều khiển trong phòng thí nghiệm

 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Mas Flow Meter 735s

Thiết bị AVL735S có các thông số cơ bản như:

Phạm vi nhiệt độ đo nhiên liệu (-100C ÷ 700C) Dải đo thong thường (0 ÷ 150 kg/h)

Áp suất nhiên liệu cung cấp (0,1 ÷ 0,8 at);

Điện áp làm việc (24V); Tần số đo lớn nhất (10Hz)

Độ chính xác của thiết bị (± 0,12%).

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

2.5 Điều kiện thí nghiệm.

Các điều kện thí nghiệm tiêu chuẩn ở các nước khác nhau thì khác nhau Vì thế các đường đặt tính của cùng một động cơ thí nghiệm thì khác nhau Theo tiêu chuẩn Việt Nam: •Áp suất tiêu chuẩn: p0 =1013 mbar

•Nhiệt độ tiêu chuẩn: to = 20oC

•Độ ẩm tương đối tiêu chuẩn: =70 %

Trong quá trình thí nghiệm điều kiện nhiệt độ nước làm mát và nhiệt độ dầu bôi trơn luôn ổn định trong khoảng 70oC,

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

2.6 Công thức tính và quy trình thí nghiệm.

2.6.1 Một số công thức tính toán suất tiêu hao nhiên liệu

Suất tiêu hao nhiên liệu (ge) được định nghĩa là tỉ số giữa lượng nhiênliệu tiêu thụ trong một khoảng thời gian (Gnl) chia cho công suất động

2.6.2 Quy trình thí nghiệm.

Chọn vị trí thanh răng để thực nghiệm ( ví dụ xác định đường đặt tính suất tiêu hao nhiên liệu B20 và B0 tại vị trí 60% thanh răng bơm cao áp)

Xác lập thời gian đo ( ví dụ : 3 phút = 1/20 giờ) cho mỗi điểm đo

Trong thời gian đo ta cố định số vòng quay động cơ ở ni (v/p)

Sau đó thu thập về lượng nhiên liệu tiêu thụ Gnli (kg/h) trong khoảng thời gian đoứng với số vòng quay ni thông qua thiết bị đo tiêu thụ nhiên liệu

 Mô men động cơ được đo bởi băng thử ứng với vòng quay ni là: Mei (Nm) Từ

đó ta vẽ được điểm i (ni;gei) trên đồ thị với trục hoành biểu thị cho số vòng

quay động cơ, trục tung biểu thị cho suất tiêu hao nhiên liệu

Tiến hành tương tự ta đo các điểm đo khác của động cơ từ nmim đến nđm với mỗi bước đo là 400 v/p ta được đường đặt tính suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ ở

60% thanh răng

Từ đồ thị ta xác định được điểm làm việc tối ưu nhất của động

cơ khi xử dụng nhiên liệu B20 ứng với 60% thanh răng.