zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Nghiên cứu tổng quan về phụ gia nhiên liệu cho động cơ đốt trong nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu tổng quan về phụ gia nhiên liệu cho động cơ đốt trong nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải tập hợp và phân tích các nghiên cứu về phụ gia nhiên liệu trên thế giới và ở Việt Nam. Từ đó lựa chọn loại phụ gia tiết kiệm nhiên liệu để nghiên cứu chế tạo và ứng dụng cho động cơ đốt trong phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu tổng quan về phụ gia nhiên liệu cho động cơ đốt trong nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG VÀ GIẢM PHÁT THẢI Nguyễn Hữu Tuấn1, Phạm Hữu Tuyến2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: nhtuan@tlu.edu.vn 2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, email: tuyen.phamhuu@hust.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG nhóm dùng cho động cơ diesel là các este của Động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi dầu béo (biodiesel). Ngoài ra còn có các loại trên các phương tiện vận tải trên bộ, trên biển nhiên liệu sinh học khác như: Biogas, DME và đường hàng không do những ưu điểm nổi (dimethylete)... Tuy nhiên để sử dụng nhiên bật như: Kết cấu chắc chắn, làm việc tin cậy, liệu thay thế cần có đủ nguồn nguyên liệu hiệu suất tương đối cao và tiết kiệm nhiên cũng như đầu tư các nhà máy chế biến nhiên liệu. Tuy nhiên giá xăng dầu biến động mạnh liệu phù hợp. Khi sử dụng nhiên liệu sinh học (gần 150USD/ thùng, vào khoảng giữa năm có thể phải thay đổi kết cấu động cơ truyền 2008), tài nguyên năng lượng hóa thạch ngày thống để phù hợp với tính chất nhiên liệu. càng cạn kiệt và tình trạng phát thải ô nhiễm Trong điều kiện hiện nay, động cơ đốt không khí do các phương tiện giao thông trong vẫn sử dụng chủ yếu nguồn nhiên liệu ngày càng trầm trọng có hại cho sức khỏe khoáng. Vì vậy, việc phát triển công nghệ con người và môi trường sinh thái. thích hợp có thể áp dụng cho các động cơ Có nhiều biện pháp nâng cao hiệu quả hiện có là cần thiết. Một trong những giải pháp không cần can thiệp vào “phần cứng” năng lượng và giảm phát thải động cơ đốt động cơ là cải tiến nhiên liệu (sử dụng phụ trong được nghiên cứu và đã đem lại những gia tiết kiệm nhiên liệu). Phụ gia tiết kiệm hiệu quả nhất định. Có thể kể đến như: nhiên liệu thường gồm phụ gia tạo nhũ tương + Tối ưu kết cấu: Các nghiên cứu đã đưa nước trong dầu (Water/Oil – W/O) và phụ gia ra kết cấu mới cũng như một số cải tiến trên tiết kiệm nhiên liệu trên cơ sở các nano oxit động cơ đốt trong: cơ cấu phối khí thông kim loại. Để pha chế nhiên liệu nhũ tương minh, luân hồi khí thải, tăng áp động cơ, dùng các chất hoạt động bề mặt [2]. công nghệ cháy do nén hỗn hợp đồng nhất, Phụ gia có thể pha vào nhiên liệu từ vài hệ thống cung cấp nhiên liệu điều khiển điện ppm đến trên 10%. Trong số các loại phụ gia tử… Tuy nhiên, các công nghệ cải tiến trên đi tiết kiệm nhiên liệu đã được khảo sát cho kèm với giá thành cao và chỉ phù hợp với các xăng và dầu diesel, nhóm thứ nhất gồm các thiết kế động cơ mới, khó can thiệp vào các phụ gia không chứa kim loại như các hợp động cơ đang lưu hành [1]. chất chứa oxy - alcohol, ester và ether, hợp + Sử dụng nhiên liệu thay thế (phổ biến là chất chứa nitơ - một số amin, nitrile hoặc hợp nhiên liệu sinh học): Nhiên liệu sinh học chất chứa nitơ, oxy - các nitrat, amid. Nhóm thuộc loại nhiên liệu tái tạo được hình thành thứ hai gồm các phụ gia chứa hợp chất của từ các hợp chất có nguồn gốc từ động thực kim loại như ferrocene và hợp chất chứa Ce, vật. Nhiên liệu sinh học được phân thành hai Ca, Ba, Ni, naphthenate, sulphate, cacbonate. nhóm, nhóm dùng cho động cơ xăng gồm các Nghiên cứu phụ gia Ca, Ba, Fe, Ni dạng cồn nhưng phổ biến là bioethanol và naphthenate cho thấy Ca và Ba có hiệu quả 214
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 nhất trong việc giảm sự hình thành muội và dụng như là phụ gia cho nhiên liệu với mục tăng cường oxy hóa muội. Hệ phụ gia nano đích chính là tiết kiệm nhiên liệu. Nước là nhằm cải thiện khả năng cháy của nhiên liệu một phần của nhũ tương W/O, tồn tại dưới trên cơ sở nano kim loại và /hoặc nano oxit các hạt có kích thước nanomet có ảnh hưởng kim loại là một trong những hệ phụ gia có tích cực đến quá trình đốt cháy nhiên liệu. Do hiệu quả nhất hiện nay [3-4]. có điểm sôi thấp hơn diesel, những giọt nước Với những nghiên cứu tổng quan như trên, tồn tại ở dạng nhũ tương nhỏ bọc trong nhiên việc nghiên cứu ứng dụng phụ gia tiết kiệm liệu diesel sẽ hóa hơi dưới điều kiện quá nhiên liệu chế tạo tại Việt Nam là một giải nhiệt trong động cơ. Sự hóa hơi như vậy tạo pháp và cần được chú trọng. ra sự nổ của các giọt diesel và cải thiện quá trình nguyên tử hóa nhiên liệu, tốc độ bay hơi 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU và cuối cùng là nâng cao quá trình hòa trộn Tập hợp và phân tích các nghiên cứu về không khí-nhiên liệu. Những quá trình vi nổ phụ gia nhiên liệu trên thế giới và ở Việt như vậy cải thiện quá trình cháy và hiệu quả Nam. Từ đó lựa chọn loại phụ gia tiết kiệm động cơ đồng thời ngăn chặn sự hình thành nhiên liệu để nghiên cứu chế tạo và ứng dụng cặn cacbon. cho động cơ đốt trong phù hợp với điều kiện Shafii và cộng sự tổng hợp phụ gia nhiên Việt Nam. liệu diesel cho động cơ 4 kỳ gồm các hạt nano Fe3O4 trong nước. Kết quả cho thấy hệ 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU phụ gia này làm giảm hiệu suất tiêu hao Hệ phụ gia nhiên liệu nano trên cơ sở nhũ nhiên liệu khoảng 11%, giảm phát thải NOx tương (hệ vi nhũ hoặc siêu vi nhũ) được sử (nhưng lại tăng CO). Hình 1. Cơ chế vi nổ của nhiên liệu nhũ tương nước trong dầu W/O Hình 2. Cơ chế vi nổ của nhiên liệu nhũ tương nước trong dầu, chứa kim loại Bidita và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng và các tính chất cháy của nhiên liệu nhũ của phụ gia nhiên liệu CeO2 tới sự hình thành tương W/O. Hàm lượng CeO2 được duy trì 215
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 khoảng 80ppm. Kết quả thử nghiệm trên cải thiện nhiều hơn nếu động cơ sử dụng động cơ công suất 2,2 KW, tốc độ 2600 nhiên liệu có phụ gia nanô xêri điôxít làm vòng/phút ở 50% công suất cho thấy suất tiêu việc trong thời gian dài (Hình 3). Ngoài ra, hao nhiên liệu, dòng khí thải và nhiệt độ khí hạt nano CeO2 cũng đã được nghiên cứu để thải thấp hơn trong khi hiệu suất nhiệt cao làm bộ xử lý khí thải cho lò nung gốm sứ sử hơn. Các thành phần khí thải CO2, NH3 và dụng nhiên liệu LPG. NO cũng thấp hơn so với khí thải động cơ sử dụng nhiên liệu không có phụ gia. Điều này có thể giải thích là ngoài hiệu ứng vi nổ làm hạ nhiệt độ khí thải (tức nhiệt độ đốt cháy giảm xuống), còn xuất hiện vai trò của CeO2 tích trữ oxy, hỗ trợ quá trình oxy hóa hoàn toàn các hydrocacbon thành CO2. Kết quả là muội đen cũng được giảm đáng kể. Đứng trước thách thức về an ninh năng Hình 3. Tính vượt trội của các thông số lượng và ô nhiễm môi trường, các nhà khoa khảo sát với phụ gia CeO2 học trong nước đã nghiên cứu, cải tiến nhiên Năm 2011, Trần Thị Như Mai và cộng sự liệu với nhiều phụ gia khác nhau. đã tổng hợp hạt nano CeO2 (kích thước 5nm) Năm 2011, nhóm nghiên cứu thuộc Sở dùng làm phụ gia nhiên liệu diesel. Kết quả khoa học công nghệ thành phố Hồ Chí Minh cho thấy: Các chỉ tiêu CO, HC, độ khói và đã nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống mức tiêu hao nhiên liệu đều giảm. Tuy nhiên biodiesel nhũ tương DO15 (Dầu DO có pha hàm lượng phát thải NOx lại tăng do hiệu quả 15% nước). Kết quả thử nghiệm chỉ ra: Trên cháy tăng. động cơ công suất lớn, nhũ tương DO tiết kiệm đáng kể nhiên liệu, giảm hầu hết khí 4. KẾT LUẬN thải độc hại nhưng chưa phù hợp với động cơ Hiệu quả sử dụng phụ gia công nghệ nano công suất nhỏ (như động cơ phát điện tiêu là tốt và phù hợp xu thế thế giới. Để các ứng hao nhiên liệu hơn 20%, chỉ giảm phát thải dụng được phổ biến cần đẩy mạnh nghiên NOx và muội). Nghiên cứu được thực nghiệm cứu, chế tạo, thử nghiệm tính năng kinh tế, trên 1 công ty vận tải ở thành phố Hồ Chí kỹ thuật, phát thải và độ bền động cơ nhằm Minh với quy mô 50 xe container, chạy làm chủ công nghệ và phù hợp với điều kiện 250km/ngày thì có thể tiết kiệm khoảng 5 tỷ Việt Nam. đồng/năm. Năm 2010, TS Cù Huy Thành, học viện kỹ 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO thuật quân sự, đã công bố nghiên cứu sử [1] Phạm Minh Tuấn (2007), “Động cơ đốt dụng phụ gia nano xêri điôxít (CeO2) làm trong”, NXB KH &KT Hà Nội. phụ gia cho nhiên liệu diesel. Nghiên cứu đã [2] Thuyết minh đề tài KC về nghiên cứu phát chỉ ra CeO2 là chất xúc tác và xúc tiến quá triển phụ gia vi nhũ thế hệ mới… PGS.TS trình cháy của nhiên liệu. Kết quả thử nghiệm V.T.T.Hà, Viện HH-CN Việt Nam, 2015. cho thấy, với các thành phần CeO2 từ 4-6ppm [3] D.C.Kim, K.C.Song, R.D.Kaushik, Fuel cho phép giảm tiêu hao nhiên liệu và thành Additives for Particulate Matter/Dust. phần phát thải độc hại của động cơ diesel. Cụ Reduction, Asian Journal of Chemistry, thể: Với phụ gia nano điều chế, cho phép suất vol, 20, 2008. tiêu hao nhiên liệu giảm tới 7%, NOx giảm [4] Miyamoto, H.Zhixin, A.Harada at al, tới 22,26%, HC giảm tới 34,61%, CO giảm Characteristics of diesel soot suppression tới 28%, CO2 giảm tới 5,5%, độ khói giảm with soluble fuel addtives, SAE Technical Paper, 1-10, 1987. tới 25%. Những chỉ tiêu đánh giá này có thể 216

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.