Nghiên cứu ứng dụng cồn làm nhiên liệu cho động cơ xăng

Nội dung text: Nghiên cứu ứng dụng cồn làm nhiên liệu cho động cơ xăng

1. Teân baøi baùo : NGHIEÂN CÖÙU ÖÙNG DUÏNG COÀN LAØM NHIEÂN LIEÄU CHO ÑOÄNG CÔ XAÊNG.(*) Teân taùc giaû : Nguyeãn Xuaân Haø Hoïc vieân cao hoïc khoaù :2003-2005 Cô quan coâng taùc : Tröôøng Cao Ñaúng Kyõ thuaät Cao Thaéng. Email: nguyenha73tg@yahoo.com. Hieän nay, Caùc nhaø khoa hoïc ñaõ xaùc ñònh ñöôïc phaàn lôùn caùc chaát oâ nhieãm coù trong khoâng khí ñeàu ñöôïc thaûi ra töø khí xaû cuûa ñoäng cô ñoát trong. Nhöõng nghieân cöùu veà söï thay ñoåi thaønh phaàn khoâng khí trong nhöõng naêm qua, cho thaáy coù söï gia taêng raát ñaùng lo ngaïi cuûa caùc chaát oâ nhieãm trong khoâng khí . Neáu khoâng coù nhöõng bieän phaùp haïn cheá söï gia taêng naøy moät caùch kòp thôøi thì söï oâ nhieãm seõ gaây taùc haïi ngaøy moät nghieâm troïng ñeán moâi tröôøng soáng treân traùi ñaát. Maët khaùc do söï phaân boá khoâng ñoàng ñeàu nguoàn taøi nguyeân naêng löôïng vaø nhu caàu naêng löôïng ngaøy caøng cao cuûa caùc quoác gia treân theá giôùi, ñaõ taïo ra moät thò tröôøng naêng löôïng ngaøy caøng soâi ñoäng treân quy moâ toaøn caàu. ÔÛ Vieät Nam, nhu caàu tieâu thuï xaêng cuõng raát lôùn vaø nguoàn cung caáp chuû yeáu laø löôïng xaêng daàu nhaäp khaåu töø nöôùc ngoaøi. Ñieàu naøy khieán cho nguoàn xaêng daàu nöôùc ta phuï thuoäc hoaøn toaøn vaøo thò tröôøng xaêng daàu theá giôùi. Trong thôøi gian gaàn ñaây, giaù daàu thoâ treân thò tröôøng theá giôùi luoân coù nhöõng bieán ñoäng thaát thöôøng theo chieàu höôùng ngaøy moät gia taêng laøm aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán neàn kinh teá nöôùc ta. Nhö vaäy, vaán ñeà tìm nguoàn nhieân lieäu khaùc ñeå söû duïng cho ñoäng cô xaêng nhaèm giaûm söï leä thuoäc vaøo löôïng xaêng nhaäp khaåu vaø giaûm oâ nhieãm moâi tröôøng laø raát caàn thieát vaø caáp baùch. Ñoái vôùi ñieàu kieän nöôùc ta, coù theå nghieân cöùu söû duïng caùc loaïi nhieân lieäu coù nguoàn goác sinh khoái thích hôïp vôùi ñieàu kieän khí haäu, thôøi tieát Vieät Nam. Moät trong nhöõng nguoàn nhieân lieäu coù theå saûn xuaát töø caùc nguyeân lieäu coù saún trong nöôùc laø coàn ethanol. Trong baøi baùo naøy, chuùng toâi ñeà caäp ñeán vieäc nghieân cöùu thaêm doø khaû naêng duøng coàn ethanol laøm nhieân lieäu cho ñoäng cô xaêng. Vieäc nghieân cöùu treân ñoäng cô xaêng 1 xy lanh- UP200, coâng suaát 6,5 Hp. Coàn ethanol laø moät nguoàn nhieân lieäu ñöôïc saûn xuaát töø phuï phaåm cuûa ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng hoaëc phuï phaåm cuûa noâng nghieäp. Caùc ñaëc tính cuûa ethanol: Khoái löôïng rieâng Nhieät ñoä chôùp Nhieät ñoä Nhieät ñoä noùng Nhieät trò ôû 200C chaùy soâi chaûy 1.789g/ml 170C 78,40C -114,30C 6440kcal/kg Coàn ethanol coù tính chaát gaàn gioáng nhö xaêng neân coù theå duøng laøm nhieân lieäu cho ñoäng cô xaêng. Söï khaùc bieät cô baûn giöõa xaêng vaø ethanol treân phöông dieän laøm nhieân lieäu cho ñoäng cô xaêng laø : - Ethanol coù trò soá octan (98 ñeán 111) cao hôn xaêng neân coù theå taêng tyû soá neùn cuûa ñoäng cô ñeå phaùt huy coâng suaát cuûa ñoäng cô. - Nhieät aån hoaù hôi cuûa coàn(201kcal/kg) cao hôn xaêng (78 kcal/kg) gaáp 2,58 laàn. Vì vaäy khaû naêng bay hôi cuûa coàn ethanol keùm hôn xaêng, ñieàu naøy aûnh höôûng raát lôùn ñeán tính naêng khôûi ñoäng cuûa ñoäng cô. - Nhieät trò cuûa coàn ethanol (6440kcal/kg) thaáp hôn xaêng (11.500 kcal/kg) neân coâng suaát ñoäng cô khi söû duïng coàn seõ thaáp hôn xaêng vaø tieâu hao nhieân lieäu nhieàu hôn xaêng gaàn 1,7 ñeán 1,8 laàn. Ñeå söû duïng coàn cho ñoäng cô xaêng chuùng toâi ñöa ra caùc höôùng giaûi quyeát nhö sau: 1. Ñeå chuaån hoaù nhieân lieäu coàn coù 2 höôùng: - Tröôùc heát, ñeå ñaùp öùng nhu caàu tieâu thuï xaêng söû duïng hoãn hôïp xaêng pha coàn ethanol vôùi caùc tyû leä löïa choïn.
2. - Veà laâu daøi, söû duïng nhieân lieäu 100% ethanol thay theá xaêng. 2. Caùc phöông aùn caûi taïo ñoäng cô ñeå söû duïng nhieän lieäu coàn ethanol nhö sau: Do nhieät trò cuûa hoãn hôïp nhieân lieäu xaêng pha coàn thaáp hôn xaêng neân coâng suaát ñoäng cô seõ giaûm. Ñeå buø vaøo phaàn coâng suaát ñoù, caùc phöông aùn caûi taïo ñoäng cô laø : a.Taêng tyû soá neùn baèng caùc phöông aùn : - Haï chieàu cao naép maùy. Vôùi phöông aùn naøy tyû soá neùn ñoäng cô ñöôïc taêng leân ôû caùc möùc: 8.073; 8.1014 so vôùi tyû soá neùn cuûa ñoäng cô UP200 nguyeân goác laø 8. b.Thay ñoåi goùc ñaùnh löûa sôùm : vôùi phöông aùn naøy goùc ñaùnh löûa sôùm ñöôïc khaûo saùt ôû caùc giaù trò: 230; 250;270 so vôùi goùc ñaùnh löûa sôùm cuûa ñoäng cô UP200 nguyeân goác laø 200 Ñeå söû duïng nhieân lieäu 100% coàn ethanol, ngoaøi bieän phaùp taêng tyû soá neùn caàn phaûøi caûi tieán heä thoáng nhieân lieäu maø cuï theå laø taêng ñöôøng kính cuûa giclô chính ôû boä cheá hoaø khí vaø saáy noùng khi khôûi ñoäng Keát quaû kieåm nghieäm caùc maãu nhieân lieäu xaêng pha coàn E10 (10% ethanol) vaø xaêng pha coàn E20 (20% ethanol) ñöôïc thöïc hieän taïi trung taâm III nhö sau: Nhieân lieäu E10: - Trò soá octan 94.8. - Khoái löôïng rieâng ôû 150C: 0,7438 kg/l Nhieân lieäu E20: - Trò soá octan 98. - Khoái löôïng rieâng ôû 150C: 0,7489 kg/l Keát quaû toái hoùa ñoäng cô thöïc nghieäm UP200, khi thay ñoåi goùc ñaùnh löûa sôùm vaø tyû soá neùn cho thaáy: ôû goùc ñaùnh löûa sôùm 25 0 vaø tyû soá neùn laø 8.1014 thì coâng suaát ñoäng cô laø toái öu. Ñoà thò so saùnh coâng suaát ñoäng cô khi söû duïng caùc maãu nhieân lieäu: Ne(Hp) 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 xang 2 xang-ethanol(10%) xang-ethanol(20%) ethanol 1.5 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 So vong quay(vong/phut)
3. Keát quaû ño coâng suaát vaø tieâu hao nhieân lieäu treân ñoäng cô xaêng 1 xy lanh taïi xöôûng raùp thöû coâng ty Vinappro khi söû duïng nhieân lieäu coàn E vaø caùc maãu nhieân lieäu E10 v aø E20 so saùnh vôùi xaêng ñöôïc bieåu dieãn qua qua caùc ñoà thò döôùi ñaây : Ne(Hp) ge(G/Hp.h)) Ne(Hp) ge(g/Hp.h) 5.5 550 5.5 550 Ne(xang) Ne(ethanol) Ne(xang) 5 500 5 Ne(xang-(10%)ethanol ) 500 4.5 450 4.5 450 ge(ethanol) 4 400 4 400 3.5 350 ge(xang) 3.5 350 3 300 ge(xang-(10%) ethanol) 300 2.5 250 3 ge(xang) Ne-xang 200 ge-xang Ne-xang 2 250 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 Ne-ethanol2.5 ge-xang 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 So vong quay(vong/phut) ge-ethanol Ne-ethanol So vong quay(vong/phut) ge-ethanol So saùnh nhieân lieäu 100% ethanol vôùi So saùnh E10 vôùi xaêng nhieân lieäu %100 xaêng Ne(Hp) ge(g/Hp.h) 5.5 550 5 500 Ne(xang) Ne(xang(20%) ethanol) 4.5 450 4 400 3.5 350 ge(xang-(20%)ethanol) ge (xang) 3 300 Ne-xang ge-xang 2.5 250 Ne-ethanol ge-ethanol 2 200 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 So vong quay(vong/phut) So saùnh E20 vôùi xaêng Keát quaû ño oâ nhieãm moâi tröôøng cuûa nhieân lieäu Xaêng, ethanol, E10, E20 ñöôïc trình baøy trong bieåu ñoà sau: HC(ppm) 700 %CO 8 600 500 6 400 4 300 200 2 100 0 0 xaêng E E10 E20 xaêng E E10 E20
4. Keát luaän : Vieäc söû duïng coàn E laøm nhieân lieäu thay theá cho ñoäng cô ñoát trong ñaõ ñem laïi hieäu quaû cao veà moâi tröôøng vaø xaõ hoäi . Chính vì vaäy maø hieän nay nhieân lieäu coàn vaø xaêng pha coàn E ñöôïc raát nhieàu nöôùc quan taâm nghieân cöùu vaø söû duïng coù hieäu quaû. Vieät nam coù ñaát ñai, ñieàu kieän thôøi tieát, khí haäu thích hôïp cho vieäc troàng caùc loaïi caây laøm nguoàn nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát coàn. Ñeå nhieân lieäu coàn ñöôïc öùng duïng roäng raûi ôû Vieät Nam, nhaø nöôùc caàn coù chính saùch qui ñònh cuï theå veà chuû tröông thay theá vaø phaùt trieån vuøng nguyeân lieäu. Nhaø nöôùc caàn vaøo cuoäc vaø ban haønh moät tieâu chuaån chaát löôïng cho nhieân lieäu xaêng pha coàn vaø nhieân lieäu coàn. Veà laâu daøi nhaø nöôùc neân coù chính saùch öu ñaûi cho caùc nhaø ñaàu tö trong lónh vöïc naøy cuõng nhö chính saùch giaù vì giaù coàn coâng nghieäp (99%) hieän nay coøn raát cao. Nghieân cöùu vaø öùng duïng coâng ngheä môùi trong saûn xuaát coàn ñeå coù theå giaûm chi phí saûn xuaát coàn. Qui hoaïch caùc vuøng nguyeân lieäu moät caùch taäp trung vaø phaùt trieån laâu daøi. Duøng coàn laøm nhieân lieäu neân trôû thaønh quoác saùch. Giaùo vieân höôùng daãn P.GS TS. Nguyeãn Leâ Ninh
5. (*) trích ñeà taøi luaän vaên cao hoïc: “ÖÙng duïng coàn laøm nhieân lieäu cho ñoäng cô moät xy lanh UP200” Khoaù 2003-2005- ngaønh Khai thaùc vaø Baûo trì OÂtoâ- tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm Kyõ thuaät TP.HCM.
6. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2016-2017 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.