Nghiên cứu sử dụng khí Biogas để chạy máy bơm nước
LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đây, con người trên trái đất của chúng ta đã phải chịu nhiều tai hoạ do thiên nhiên gây ra: lũ lụt, bão gió, hạn hán, cháy rừng, các bệnh dịch.Vấn đề môi trường là một vấn đề được quan tâm hàng đầu ở nhiều quốc gia trên thế giới. Hằng năm con người đã thải vào môi trường hàng triệu chất thải các loại, làm ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm nguồn đất đai, và đặc biệt là các chất thải khí làm ô nhiễm nguồn không khí, làm thủng tầng ôzôn, gây hiệu ứng nhà kính. Trong các chất độc hại thì NOx, HC, CO,. do các loại động cơ thải ra, là nguyên nhân chính gây ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng tới sức khoẻ con người, nhiều năm trở lại đây có nhiều căn bệnh hiểm nghèo xuất hiện rất nhiều, tỷ lệ mắc bệnh một ngày một cao. Cho tới ngày nay mặc dù nền khoa học thế giới đã có những bước tiến vượt bậc. Đặc biệt trong công nghệ thông tin, cho phép các nhà khoa học có thể đi sâu vào nghiên cứu quá trình cháy của động cơ, nhằm hoàn thiện quá trình cháy, tăng công suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu nồng độ các chất độc hại trong khí xả. Nhưng cho đến nay, câu trả lời cho vấn đề nêu trên vẫn chưa làm thoả mãn các nhà bảo vệ môi trường. Nồng độ các chất độc hại có trong khí xả động cơ vẫn còn cao so với mong đợi của các nhà khoa học. Một xu hướng hiện nay, là nghiên cứu thay thế sử dụng nhiên liệu truyền thống: xăng, dầu diesl, . bằng các loại nhiên liệu “sạch” cho các loại động cơ như: năng lượng mặt trời, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hoá lỏng, năng lượng điện, khí sinh vật Biogas. Việc nghiên cứu đa dạng hoá nguồn năng lượng, làm ổn định nguồn năng lượng cho sản xuất và đời sống sẽ giải quyết những vấn đề trên để có một chiến lược phát triển bền vững lâu dài. Để tận dụng nguồn năng lượng tại chỗ, giảm chi phí cho chăn nuôi sản xuất chúng em tiến hành nghiên cứu sử dụng khí Biogas chạy máy phát điện cỡ nhỏ. Trong đề tài em đã tiến hành cải thiện động cơ nguyên thuỷ sang sử dụng nhiên liệu Biogas, để tìm ra một hướng đi mới em đã thiết kế hệ thống điều khiển cấp khí Biogas bằng điện. Sau một thời gian làm đề tài, với sự nỗ lực của bản thân với sữ giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn, bạn bè, đề tài đã hoàn thành. Tuy nhiên, do thời gian, trình đỗ cũng như kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, chắc hẳn đề tài còn nhiều thiếu sót và chưa đáp ứng đầy đủ tính khoa học của đề tài. Kính mong quý thầy cô giáo gúp đỡ và góp ý để đề tài ngày càng hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, các thầy ở xưởng động cơ và ô tô, đặc biệt là thầy giáo GS.TSKH Bùi Văn Ga đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án. I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU. 1.1.NHỮNG VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA VIỆT NAM VÀ TOÀN CẦU HIỆN NAY. Tài nguyên và môi trường có vị trí đặc biệt quan trọng đối với con người và phát triển. Tạo hóa đã sinh ra chúng ta và hành tinh bé nhỏ để nuôi dưỡng chúng ta từ bao đời nay. Hàng ngày chúng ta sử dụng không khí, nước, thực phẩm để tồn tại và sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên và môi trường để đáp ứng các nhu cầu thiết yếu của mình. Mỗi sự biến đổi của tự nhiên, của môi trường đều liên hệ mật thiết đến chúng ta, sự đe dọa nào đối với thiên nhiên, môi trường cũng chính là đe dọa đối với chúng ta. Thế nhưng, việc mở rộng quy mô hoạt động của con người trong những thập niên gần đây, đặc biệt là cùng với những tiến bộ của khoa học và kỹ thuật, con người đã gây nên những vấn đề hết sức nghiêm trọng. Đó chính là vấn đề ô nhiễm môi trường và sự cạn kiệt của nguồn tài nguyên thiên nhiên vốn đã hữu hạn của hành tinh chúng ta. Điều đó làm cho con người phải thừa nhận rằng sự phát triển kinh tế nhằm làm cho cuộc sống trở nên thịnh vượng hơn, nếu không được quản lý tốt có thể sẽ hủy hoại sự sống của loài người chúng ta. Tuy nhiên, chúng ta cũng phải thừa nhận rằng, sự tồn tại của con người cũng không thể tránh khỏi những tác động lên môi trường. Bản thân tự nhiên không phải luôn ở trạng thái tĩnh mà trái lại nó luôn vận động. Chúng ta coi trọng công tác bảo tồn không có nghĩa là chúng ta xác định tình trạng lý tưởng mà tại đó con người không tác động gì đến môi trường. Điều tốt nhất chúng ta có thể làm là giảm thiểu những ảnh hưởng tiêu cực do các hoạt động của chúng ta lên môi trường hiện nay cũng như trong tương lai. Đất là nguồn tài nguyên vô giá đang bị xâm hại nặng nề. Số liệu của Liên hợp quốc cho thấy cứ mỗi phút trên phạm vi toàn cầu có khoảng 10 ha đất trở thành sa mạc. Diện tích đất canh tác trên đầu người giảm nhanh từ 0,5 ha/người xuống còn 0,2 ha/đầu người và dự báo trong vòng 50 năm tới chỉ còn khoảng 0,14 ha/đầu người. Ở Việt Nam, số liệu thống kê cho thấy sự suy giảm đất canh tác, sự suy thoái chất lượng đất và sa mạc hóa cũng đang diễn ra với tốc độ nhanh. Xói mòn, rửa trôi, khô hạn, sạt lở, mặn hóa, phèn hóa v.v. đang xảy ra phổ biến ở nhiều nơi đã làm cho khoảng 50% trong số 33 triệu ha đất tự nhiên được coi là “có vấn đề suy thoái”. Nước là nguồn tài nguyên không thể thay thế cũng đang đứng trước nguy cơ bị suy thoái mạnh trên phạm vi toàn cầu, trong đó nước thải là nguyên nhân chính. Theo số liệu thống kê, hàng năm có khoảng hơn 500 tỷ m3 nước thải (trong đó phần lớn là nước thải công nghiệp) thải vào nguồn nước tự nhiên và sau 10 năm thì số lượng này tăng gấp đôi. Khối lượng nước thải này làm ô nhiễm hơn 40% lưu lượng nước ổn định của các dòng sông trên trái đất. Ở nước ta, hàng năm có hơn một tỷ m3 nước thải, mà hầu hết là chưa qua sử lý được thải ra môi trường. Dự báo nước thải sẽ tăng hàng chục lần trong quá trình đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Khối lượng nước thải này đã, đang và sẽ làm nhiều nguồn nước trên phạm vi cả nước ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là các sông hồ tại các đô thị lớn. Rừng là chiếc nôi sinh ra và che chở cho loài người cũng đang phải đối mặt với sự suy giảm nhanh về số lượng và chất lượng. Vào thời kỳ tiền sử, diện tích rừng đạt tới 8 tỷ ha (che phủ 2/3 diện tích lục địa), đến thế kỷ 19 còn khoảng 5,5 tỷ ha và hiện nay chi còn khoảng 2,6 tỷ ha. Số liệu thống kê cho thấy diện tích rừng đang suy giảm với tốc độ chóng mặt (mỗi phút mất đi khoảng 30 ha rừng) và theo dự báo với tốc độ này chỉ khoảng 160 năm nữa toàn bộ rừng trên trái đất sẽ biến mất. Cùng với rừng, đa dạng sinh học cũng đóng vai trò quan trọng đối với con người và thiên nhiên. Từ nhiều thập kỷ nay, hoạt động của con người đã tác động mạnh tới thế giới sinh vật, được xem là tương đương hoặc thậm chí lớn hơn nhiều so với các đợt tuyệt chủng lớn nhất trong thời tiền sử. Việt Nam là nước có mức độ đa dạng sinh học đứng thứ 10 thế giới, nhưng tốc độ suy giảm được xếp vào loại nhanh nhất. Nhiều hệ sinh thái tự nhiên bị xâm phạm, suy giảm diện tích. Trong gần không đầy 50 năm, diện tích rứng ngập mặn suy giảm gần. Những con số thống kê cho ta thấy bức tranh ảm đạm về tình trạng suy thoái tài nguyên và môi trường ở quy mô toàn cầu và ở nước ta. Có rất nhiều vấn đề được đề cập đến, nhưng trong đó đáng lưu tâm nhất đó là hiện tượng trái đất đang ấm dần lên. Hành tinh của chúng ta là một thể thống nhất, do đó khi có bất kì một yếu tố nào thay đổi thì nó sẽ gây nên những phản ứng dây chuyền đến các yếu tố khác. Sự ấm dần lên của trái đất sẽ kéo theo sự thay đổi về khí hậu theo chiều hướng bất lợi, mà cụ thể là sẽ làm cho thiên tai thường xuyên xảy ra với tần suất cao và diễn biến phức tạp hơn, những đợt hạn hán và lũ lụt sẽ càng thêm dữ dội. Riêng ở Việt Nam vào năm 1998, hiện tượng Enino đã gây nên những đợt hạn hán nghiêm trọng, ở nhiều vùng mà đặc biệt là ở Nam trung bộ và Tây nguyên, người dân không có đủ nước để sinh hoạt chứ chưa dám nói đến nước sạch và nước để sản xuất, gia súc không có đủ nước để uống, hàng trăm hecta rừng bị thiêu rụi vì khô hạn. Sang năm 1999, đến lượt hiện tượng Lalina hoành hành, nó đã gây nên những trận đại hồng thủy dự dội ở miền trung mà đến nay nhiều người vẫn chưa quên được sự khủng khiếp của nó. Là một hiện tượng tự nhiên có tính quy luật là cứ 8 năm một lần, nhưng chưa có bao giờ Eninô lại gây nên những ảnh hưởng nghiêm trọng như vậy. Đó chỉ là những điều mà chúng ta nhìn thấy được ở Việt Nam, sự ấm dần lên của trái đất còn làm cho băng ở các cực sẽ tan ra. Theo dự báo của các chuyên gia ở đại học Oxford (Anh) thì trong vòng 100 năm nữa nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên từ 2 đến 11 độ (oC) so với hiện tại. Như vậy thì hàng tỷ mét khối nước đổ vào đại dương do sự tan của băng sẽ nhấn chìm các đảo nhỏ, các quốc gia có thấp vốn có địa hình
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu sử dụng khí Biogas để chạy máy bơm nước, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
g xung quanh To Âäü 298
- Hãû säú dæ læåüng khäng khê a Âäü 1.362
- Aïp suáút tàng aïp (khäng tàng aïp) Pk MN/m2 0,1
- Hãû säú låüi duûng nhiãût taûi z xz 0,77
- Hãû säú låüi duûng nhiãût taûi b xb 0,872
- Aïp suáút khê soït Pr MN/m2 0.104
- Nhiãût âäü khê soït Tr Âäü 800
- Âäü sáúy noïng khê naûp DT Âäü 20
- Chè säú giaîn nåí âoaûn nhiãût cuía khê soït m 1,45
- Hãû säú naûp thãm l1 1,02
- Hãû säú queït buäöng chaïy l2 0,95
- Aïp suáút cuäúi quïa trçnh naûp Pa MN/m2 0,084
- Tyí säú tàng aïp khi chaïy l 1,1.6
- Hãû säú hiãûu âênh tyí nhiãût lt 1.11
- Hãû säú âiãön âáöy âäö thë jd 0,96
6.2.3. Thäng säú tênh toaïn.
6.2.3.1. Quïa trçnh naûp
1.Nhiãût âäü khäng khê træåïc xupaïp naûp.
Tk = To =298 [oK] (6-1)
2.Hãû säú naûp.
hv = . (6-2)
hv =
hv = 0.796
3.Hãû säú khê soït.
gr = (6-3)
gr =
gr =
4.Nhiãût âäü cuäúi quïa trçnh naûp .
Ta = [oK] (6-4)
Ta = [oK]
Ta = 328 [oK]
6.2.3.2.Quïa trçnh neïn.
1.Tyí nhiãût mol âàóng tênh trung bçnh cuía khäng khê:
(6-5)
2.Tyí nhiãût mol âàóng têch trung bçnh cuía saín pháøm chaïy:
(6-6)
(6-7)
3.Tyí nhiãût mol âàóng têch trung bçnh cuía häøn håüp cäng taïc:
(6-8)
(6-9)
(6-10)
4.Chè säú neïn âa biãún trung bçnh:
Tênh gáön âuïng bàòng phæång trçnh neïn âa biãún:
(6-11)
Choün n1=1,366 thay vaìo vãú phaíi cuía phæång trçnh trãn .Ta coï:
Váûy choün n1=1,366
5.Nhiãût âäü cuäúi quïa trçnh neïn(Tc):
[oK] (6-12)
[oK]
[oK]
6.Aïp suáút cuäúi quïa trçnh naûp:
[MN/m2] (6-13)
[MN/m2]
[MN/m2]
6.2.3.3.Quïa trçnh chaïy.
1.Læåüng khäng khê cáön thiãút âãø âäút chaïy hoaìn toaìn 1 Kg nhiãn liãûu:
[K.mol/Kg.nl]
Âäúi våïi nhiãn liãûu diesel:
C = 0,87 ; H = 0,126 ; O = 0,004
[Kmol/Kg.nl]
[Kmol/Kg.nl]
2.Säú mol khê naûp måïi:
[Kmol/Kg.nl] (6-15)
3.Læåüng saín váût chaïy :
[Kmol/Kg.nl] (6-16)
[Kmol/Kg.nl]
[Kmol/Kg.nl]
4.Nhiãût trë tháúp cuía nhiãn liãûu coï thãø xaïc âënh gáön âuïng theo cäng thæïc Mendeleep.
[KJ/Kg](6-17)
[KJ/Kg]
[KJ/Kg]
5.Hãû säú biãún âäøi phán tæí lyï thuyãút.
(6-18)
6.Hãû säú biãún âäøi phán tæí thæûc tãú.
(6-19)
7.Hãû säú biãún âäøi phán tæí taûi z:
(6-20)
8.Hãû säú toía nhiãût xz taûi z:
(6-20)
9.Tyí nhiãût mol âàóng têch trung bçnh mäi cháút taûi z:
(6-21)
(6-22)
(6-23)
[KJ/KmoloK]
10.Nhiãût âäü cæûc âaûi cuía chu trçnh Tz :
Nhiãût âäü cæûc âaûi cuía chu trçnh Tz âæåüc tênh theo phæång trçnh sau:
(6-24)
Âæa vãö daûng phæång trçnh báûc hai :ATz2 + BTz +C = 0
Trong âoï :
Giaíi phæång trçnh báûc hai vaì loaûi nghiãûm ám ta tçm âæåüc :
Tz = 2291 [0K]
11.Aïp suáút cæûc âaûi cuía chu trçnh lyï thuyãút pz:
[MN/m2] (6-25)
pz =6,45.1,6 = 10,322 [MN/m2]
6.2.3.4. Quïa trçnh giaîn nåí.
1.Tyí säú giaîn nåí såïm:
(6-26)
2. Tyí säú giaîn nåí sau:
(6-27)
3. Nhiãût âäü cuäúi quïa trçnh giaîn nåí:
(6-28)
Choün n2 =1,2313
[0K]
4. Kiãøm nghiãûm laûi trë säú n2:
Trë säú n2 âæåüc kiãøm nghiãûm laë theo phæång trçnh :
(6-29)
Váûy choün n2 = 1,2313
5. Aïp suáút cuía quïa trçnh giaîn nåí:
[MN/m2] (6-30)
[MN/m2]
[MN/m2]
6. Kiãûm nghiãûm laûi nhiãût âäü khê soït :
(6-31)
[0K]
Sai säú %
=5.25% < 15%
6.2.2.5. Caïc thäng säú chè thë :
1.Aïp suáút chè thë trung bçnh lyï thuyãút :
(6-32)
[MN/m2]
2.Aïp suáút chè thë trung bçnh âäüng cå:
[MN/m2] (6-33)
pi = 0,983.0,96 [MN/m2]
[MN/m2]
3.Hiãûu suáút chè thë âäüng cå:
(6-34)
4. Suáút tiãu hao nhiãn liãûu chè thë:
[g/Kw.h] (6-35)
[g/Kw.h]
[g/Kw.h]
6.2.3.6. Caïc thäng säú coï êch:
1.Täøn tháút cå giåïi pm
Theo cäng thæïc kinh nghiãûm :
(6-36)
Caïc hãû säú a, b âæåüc choün theo cáúu taûo buäöng chaïy âäüng cå:
a = 0,09 b = 0,0138
Cm _ váûn täúc trung bçnh cuía piston
[m/s]
[MN/m2]
[MN/m2]
2.Aïp suáút coï êch trung bçnh :
[MN/m2] (6-37)
[MN/m2]
[MN/m2]
3. Hiãûu suáút cå giåïi :
(6-38)
4. Suáút tiãu hao nhiãn liãûu coï êch :
[g/Kw.h] (6-39)
[g/Kw.h]
5. Hiãûu suáút coï êch cuía âäüng cå :
(6-40)
h = 0,7869.0,4663
6. Thãø têch cäng taïc cuía âäüng cå:
[dm3] (6-41)
[dm3]
[dm3]
7. Kiãøm nghiãûm âæåìng kênh xilanh:
[mm] (6-42)
[mm]
[mm]
[mm]
8. Læåüng nhiãn liãûu cung cáúp trong mäüt giåì:
[ Kg/h] (6-43)
Gnl = 8,5.231,177.10-3 [Kg/h]
[Kg/h]
6.2.3.7Veî âäö thë cäng:
1. Xaïc âënh caïc âiãøm trãn âæåìng neïn våïi chè säú âa biãún n1:
Phæång trçnh âæåìng neïn ,do âoï nãúu goüi x laì âiãøm báút kyì trãn âæåìng neïn thç:
(6-44)
Ruït ra :
Âàût ta coï
Våïi n1 laì chè säú neïn âa biãún trung bçnh, xaïc âënh thäng qua tênh nhiãût.
2. Xáy âæûng âæåìng cong aïp suáút trãn âæåìng giaîn nåí:
Phæång trçnh cuía âæåìng giaîn nåí âa biãún , do âoï nãúu goüi x laì âiãøm báút kyì trãn âæåìng giaîn nåí thç:
(6-45)
Ta coï : âàûc
Þ
Våïi n2 laì chè säú giaîn nåí âa biãún trung bçnh, xaïc âënh thäng qua tênh toaïn nhiãût
3. Láûp baíng xaïc âënh âæåìng neïn vaì âæåìng giaîn nåí:
Baíng 6.2. Baíng säú liãûu âæåìng neïn vaì âæåìng giaîn nåí.
Vx
i
Âæåìng neïn
Âæåìng giaîn nåí
Vc
1
1
1
6,45
1
1
1,419Vc
1,419
1,6129
0,62
3,9998
1,5386
0,6499
10,322
2Vc
2
2.5776
0,3880
2,5029
2,3478
0,4259
6,7646
4Vc
4
6,6438
0,1505
0,9710
5,5121
0,1814
2,8813
6Vc
6
11,5599
0,0865
0,5581
9,0811
0,1101
1,7489
8Vc
8
17,1246
0,0584
0,3767
12,9412
0,0773
1,2272
10Vc
10
23,2274
0,0431
0,2778
17,0333
0,0587
0.9324
12Vc
12
29,7962
0,0336
0,2165
21,3204
0,0469
0,7449
14Vc
14
36,7799
0,0272
0,1754
25,7767
0,0388
0,6161
16Vc
16
44,1395
0,0227
0,1462
30,3832
0,0329
0,5227
18Vc
18
51,8444
0,0193
0,1244
35,1251
0,0285
0,4522
20Vc
20
59,8697
0,0167
0,1077
39,9906
0,0250
0,3971
22Vc
22
68,1945
0,0147
0,0946
44,9702
0,0222
0,3532
24Vc
24
76,8013
0,0131
0,084
50,0558
0,0200
0,3016
4. Xaïc âënh caïc âiãøm âàc biãût:
Caïc âiãøm âàûc biãût laì:
; ; ; ; ;
[dm3]
[dm3]
[dm3]
[dm3]
5. Näúi caïc âiãøm trung gian cuía âæåìng neïn vaì âæåìng giaîn nåí våïi caïc âiãøm âàûc biãût seî âæåüc âäö thë cäng lyï thuyãút :
6. Duìng âäö thë Brick xaïc âënh caïc âiãøm :
· Phun såïm (c’).
· Måí såïm xupap naûp (r’) , âoïng muäün xupaïp naûp (a’).
· Måí såïm xupaïp thaíi (b’), âoïng muäün xupaïp thaíi (r”).
7. Hiãûu chènh âäö thë cäng :
Xaïc âënh caïc âiãøm trung gian :
· Trãn âoaûn cy láúy âiãøm c” våïi c”c = 1/3cy
· Trãn âoaûn yz láúy âiãøm z” våïi yz” = 1/2yz
· Trãn âoaûn ba láúy âiãøm b” våïi bb” =1/2ba.
Näúi caïc âiãøm c’c”z” vaì âæåìng giaîn nåí thaình âæåìng cong liãn tuûc taûi ÂCT vaì ÂCD vaì tiãúp xuïc våïi âæåìng thaíi .Ta seî nháûn âæåüc âäö thë cäng âaî hiãûu chènh.
6.3 TÊNH TOAÏN NHIÃÛT ÂÄÜNG CÅ KHI SÆÍ DUNG BIOGAS
6.3.1. Thäng säú cho træåïc cuía âäüng cå .
Tãn thäng säú Kyï hiãûu Thæï nguyãn Giaï trë
- Cäng suáút âäüng cå Ne Kw 8,5
- Tyí säú neïn e 24
- Säú voìng quay âënh mæïc n v/q 2200
- Âæåìng kênh xilanh D mm 94
- Haình trçnh piston S mm 90
- Säú xilanh i 1
- Säú kyì t 4
- Goïc måí såïm xupaïp naûp j1 Âäü 20
- Goïc âoïng muäün xupaïp naûp j2 Âäü 45
- Goïc måí såïm xupaïp thaíi j3 Âäü 20
- Goïc âoïng muäün xupaïp thaíi j4 Âäü 15
6.3.2. Thäng säú choün cuía âäüng cå .
- Aïp suáút khê quyãøn p0 MN/m2 0,1
- Nhiãût âäü mäi træåìng T0 Âäü 298
- Hãû säú dæ læåüng khäng khê a 1,219
- Hãû säú naûp hv 0.8
- Aïp suáút khê soït pr MN/m2 0,108
- Nhiãût âäü khê soït Tr Âäü 900
- Âäü sáúy noïng khê naûp DT Âäü 20
- Aïp suáút khê naûp pk MN/m2 0,1
- Tyí säú tàng aïp l 1.63
- Hãû säú naûp thãm l1 1.14
- Hãû säú queït buäöng chaïy l2 1
- Hãû säú hiãûu âênh tyí nhiãût lt 1
- Hãû säú âiãön âáöy âäö thë jd 0,97
- Hãû säú låüi duûng nhiãût taûi z xz 0,85
- Hãû säú låüi duûng nhiãût taûi b xb 0,8
- Nhiãût âäü BIOGAS træåïc Melàngzå Tga Âäü 298
6.3.3. Thäng säú tênh toaïn.
Thaình pháön chênh cuía Biogas gäöm 80% Methane(CH4) vaì 20% (CO2) thãø têch .
Thaình pháön khäúi læåüng cuía Biogas: 60% Methane(CH4) vaì 40% (CO2)
Metane coï : Khäúi læåüng riãng cuía nhiãn liãûu : 0,66 [kg/m3]
Nhiãût trë tháúp QHM : 37,6 [MJ/kg]
Cabonic coï : Khäúi læåüng riãng cuía nhiãn liãûu : 1,82 [kg/m3]
Cacbonic khäng tham gia quaï trçnh chaïy
Khäúi læåüng riãng cuía Biogas rB : 0.8808 [kg/m3]
Nhiãût trë tháúp cuía 1kg nhiãn liãûu BIOGAS laì:
Nhiãût trë tháúp âæåüc tênh theo cäng thæïc Menâeleep:
(6-46)
=(12.8 .0,29+10,8.0.05 +35,8. 0.8)=31.126 [MN/m3]
QHBIOGAS = 31,126. rB =31,126.0,8808 [MJ/kg]
QHBIOGAS = 35.3 [MJ/kg]
6.3.3.1.Xaïc âënh thaình pháön caïc nhiãn liãûu coï trong 1kg häøn håüp.
-Nhiãût læåüng toía ra khi âäút chaïy nhãn liãûu laì diesel hoaìn toaìn âãø âaûc cäng suáút 8,5Kw:
[J/s] (6-47)
Trong âoï :
QH - Nhiãût trë tháúp cuía nhiãn liãûu diesel.
QH = 44530 [KJ/kg]
Gnl - Læåüng nhiãn liãûun diesel tiãu thuû trong 1giåì.
Gnl = 1,965 [kg/h]
[J/s]
Âãø âaûc âæåüc cäng suáút 8,5Kw cáön cung cáúp nhiãût læåüng Q0 =24305,967J/s
Khi chuyãøn sang duìng nhien liãûu Diesel+Biogas ta giaí thuyãút coï 20% nàng læåüng do nhiãn liãûu Diesel cung cáúp vaì 80% nàng læåüng do nhiãn liãûu Bogas cung cáúp
Trong 20% nàng læåüng do nhiãn liãûu Diesel cung cáúp coï :
Q0D = Q0.0,2 = 24305,967.0,2 [J/s]
Q0D = 4861.19 [J/s]
Våïi nàng læåüng Q0D =6949,55 J/s cáön cung cáúp mäüt læåüng nhiãn liãûu:
[kg/h] (6-48)
[kg/h]
Nhiãût læåüng coìn laûi do âäút chaïy nhiãn liãûu BIOGAS taûo ra âãø âaût cäng suáút 8,5 Kw laì:
[J/s]
[J/s]
Váûy nhiãn liãûu BIOGAS cáön cung cáúp vaìo âäüng cå trong 1 giåì âãø âaût cäng suáút 8,5 Kw laì :
[kg/h] (6-49)
[kg/h]
-Læåüng nhiãn liãûu täøng cäüng cuía Diesel+Biogas cung cáúp vaìo âäüng cå trong 1 giåì laì:
[kg/h] (6-50)
[kg/h]
-Thaình pháön cuía Diesel trong 1 kg häøn håüp laì : 0,165515862 [kg]
-Thaình pháön cuía Biogas trong 1 kg häøn håüp laì : 0,834484138 [kg]
6.3.3.2.Xaïc âënh læåüng khäng khê lyï thuyãút cáön âãø âäút chaïy 1 kg häøn håüp.
-Læåüng khäng khê lyï thuyãút cáön âãø âäút chaïy 0,165515862 kg häøn håüp:
[Kmolk2/Kgnl] (6-51)
[Kmolk2/Kgnl]
[Kmolk2/Kgnl]
Thaình pháön C vaì H2 coï trong 1 kg CH4 :
O 2 = 0,28531
Læåüng khäng khê lyï thuyãút cáön âãø âäút kiãût 0,8344 kg BIOGAS laì:
[Kmolk2/Kgnl] (6-52)
[Kmolk2/Kgnl]
-Læåüng khäng khê lyï thuyãút cáön âãø âäút kiãût 1 kg häøn håüp:
[Kmolk2/Kgnl] (6-53)
[Kmolk2/Kgnl]
6.3.3.3. Xaïc âënh læåüng khäng khê thæûc tãú cáön thiãút âãø âäút kiãût 1 kg häøn håüp.
-Læåüng khäng khê thæûc tãú cáön thiãút âãø âäút chaïy 0,1655 kg nhiãn liãûu Diesel laì
[Kmol/Kgnl] (6-54)
[Kmol/Kgnl]
[Kmol/Kgnl]
-Læåüng khäng khê thæûc tãú cáön thiãút âãø âäút chaïy 0,8344 kg nhiãn liãûu Biogas laì:
[Kmol/Kgnl] (6-55)
[Kmol/Kgnl]
-Læåüng khäng khê cáön thiãút âãø âäút chaïy 1 kg häøn håüp :
[Kmol/Kgnl] (6-56)
[Kmol/Kgnl]
[Kmol/Kgnl]
6.3.3.4.Læåüng saín váût chaïy cuía 1 kg nhiãn liãûu:
- Læoüng saín váût chaïy cuía 0,1655 kg nhiãn liãûu Diesel:
[Kmol/kg.nl] (6-57)
[Kmol/kg.nl]
- Læåüng saín váût chaïy cuía 0,8344138 kg nhiãn liãûu Biogas laì:
[Kmol/kg.nl] (6-58)
4 [Kmol/kg.nl]
- Læåüng saín váût chaïy cuía 1kg häøn håüp:
[Kmol/kg.nl] (6-59)
[Kmol/kg.nl]
[Kmol/kg.nl]
6.3.3.5. Quaï trçnh naûp .
1. Nhiãût âäü häøn håüp khê træåïc xupaïp naûp:
[0K] (6-60)
[0K]
[0K]
2. Hãû säú khê soït :
(6-61)
3. Aïp suáút cuäúi quïa thçnh naûp:
[MN/m2] (6-62)
[MN/m2]
[MN/m2]
4. nhiãût âäü cuäúi quïa trçnh naûp :
[0K] (6-63)
[0K]
[0K]
6.3.3.6.Quïa trçnh neïn.
1.Tyí nhiãût mol âàóng tênh trung bçnh cuía khäng khê:
(6-64)
2.Tyí nhiãût mol âàóng têch trung bçnh cuía saín pháøm chaïy:
Thaình pháön thãø têch cuía caïc khê coï trong saín váût chaïy:
Våïi nhiãn liãûu Diesel:
[m3/kgnl] (6-65)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-66)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-67)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-68)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
Våïi nhiãn liãûu BIOGAS:
[m3/kgnl] (6-69)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-70)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-71)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-72)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
Thaình pháön saín váût chaïy cuía häøn håüp khê:
[m3/kgnl] (6-73)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-74)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-75)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
[m3/kgnl] (6-76)
[m3/kgnl]
[m3/kgnl]
Thãø têch cuía saín váût chaïy:
[m3/kgnl] (6-77)
[m3/kgnl]
Tyí nhiãût mol âàóng têch cuía saín váût chaïy laì:
[kJ/kmol 0K] (6-78)
Trong âoï: Vi -Thãø têch cuía thaình pháön thæï i trong saín váût chaïy.
-Tyí nhiãût mol âàóng têch cuía thaình pháön thæï i.
[kJ/kmol0K] (6-79)
[kJ/kmol0K] (6-80)
[kJ/kmol0K] (6-82)
-Thaình pháön thãø têch cuía tháön thæï i
Thay caïc giaï trë trãn vaìo biãøu thæïc trãn ta tçm âæåüc :
(6-81)
Váûy tyí nhiãût mol âàóng têch trung bçnh cuía saín váût chaïy laì:
(6-82)
Trong âoï: a”V = 21,15457
b” = 0,005682
3.Tyínhiãût mol âàóng têch trung bçnh cuía häøn håüp cäng taïc:
(6-83)
(6-84)
(6-85)
4.Chè säú neïn âa biãún trung bçnh:
Tênh gáön âuïng bàòng phæång trçnh neïn âa biãún:
(6-86)
Choün n1=1,367 thay vaìo vãú phaíi cuía phæång trçnh trãn .Ta coï:
Váûy choün n1=1,3673
5.Nhiãût âäü cuäúi quïa trçnh neïn(Tc):
[oK] (6-87)
[oK]
[oK]
6.Aïp suáút cuäúi quïa trçnh naûp:
[MN/m2] (6-88)
[MN/m2]
[MN/m2]
6.3.3.7.Quïa trçnh chaïy.
1.Hãû säú biãún âäøi phán tæí lyï thuyãút.
(6-89)
2.Hãû säú biãún âäøi phán tæí thæûc tãú.
(6-90)
3.Hãû säú biãún âäøi phán tæí taûi z:
(6-91)
4.Hãû säú toía nhiãût xz taûi z:
(6-92)
5.Tyí nhiãût mol âàóng têch trung bçnh mäi cháút taûi z:
(6-92)
(6-93)
(6-94)
[KJ/KmoloK]
6.Nhiãût âäü cæûc âaûi cuía chu trçnh Tz :
-Nhiãût trë tháúp cuía 0,1655 kg nhiãn liãûu Diesel laì:
[KJ/kg] (6-95)
[KJ/kg]
[KJ/kg]
- Nhiãût trë tháúp cuía 0,8344 kg nhiãn liãûu BIOGAS laì:
[KJ/kg] (6-96)
[KJ/kg]
[KJ/kg]
- Nhiãût trë tháúp cuía 1 kg häøn håüp :
[KJ/kg] (6-97)
[KJ/kg]
[KJ/kg]
Nhiãût âäü cæûc âaûi cuía chu trçnh Tz âæåüc tênh theo phæång trçnh sau:
(6-98)
Âæa vãö daûng phæång trçnh báûc hai :ATz2 + BTz +C = 0
Trong âoï :
(6-99)
(6-100)
(6-101)
Giaíi phæång trçnh báûc hai vaì loaûi nghiãûm ám ta tçm âæåüc :
Tz = 2593,3 [0K]
8 .Aïp suáút cæûc âaûi cuía chu trçnh lyï thuyãút pz:
[MN/m2] (6-102)
6.3.38 . Quïa trçnh giaîn nåí.
1.Tyí säú giaîn nåí såïm:
(6-103)
2. Tyí säú giaîn nåí sau:
(6-104)
3. Nhiãût âäü cuäúi quïa trçnh giaîn nåí:
(6-105)
Choün n2 =1,23988
[0K]
4. Kiãøm nghiãûm laûi trë säú n2:
Trë säú n2 âæåüc kiãøm nghiãûm laë theo phæång trçnh :
(6-106)
Váûy choün n2 = 1,2398
5. Aïp suáút cuía quïa trçnh giaîn nåí:
[MN/m2] (6-107)
[MN/m2]
6. Kiãûm nghiãûm laûi nhiãût âäü khê soït :
(6-108)
[0K]
Sai säú
=7% < 15%
6.3.3.9. Caïc thäng säú chè thë.
1.Aïp suáút chè thë trung bçnh lyï thuyãút :
(6-109)
[MN/m2]
2.Aïp suáút chè thë trung bçnh âäüng cå:
[MN/m2] (6-110)
[MN/m2]
3.Hiãûu suáút chè thë âäüng cå:
(6-111)
4. Suáút tiãu hao nhiãn liãûu chè thë:
[g/Kw.h] (6-112)
[g/Kw.h]
[g/Kw.h]
6.3.3.10. Caïc thäng säú coï êch:
1.Täøn tháút cå giåïi pm
Theo cäng thæïc kinh nghiãûm :
(6-113)
Caïc hãû säú a, b âæåüc choün theo cáúu taûo buäöng chaïy âäüng cå:
a = 0,09 b = 0,0138
Cm _ váûn täúc trung bçnh cuía piston
[m/s] (6-114)
8 [MN/m2]
[MN/m2]
2.Aïp suáút coï êch trung bçnh :
[MN/m2] (6-115)
[MN/m2]
3. Hiãûu suáút cå giåïi :
(6-116)
4. Suáút tiãu hao nhiãn liãûu coï êch :
[g/Kw.h] (6-117)
[g/Kw.h]
5. Hiãûu suáút coï êch cuía âäüng cå :
(6-118)
6.Cäng suáút cuía âäüng cå :
[Kw] (6-119)
[Kw]
6.3.3.11.Veî âäö thë cäng.
1. Xaïc âënh caïc âiãøm trãn âæåìng neïn våïi chè säú âa biãún n1:
Phæång trçnh âæåìng neïn ,do âoï nãúu goüi x laì âiãøm báút kyì trãn âæåìng neïn thç:
Ruït ra :
Âàût ta coï
Våïi n1 laì chè säú neïn âa biãún trung bçnh, xaïc âënh thäng qua tênh nhiãût.
2. Xáy âæûng âæåìng cong aïp suáút trãn âæåìng giaîn nåí:
Phæång trçnh cuía âæåìng giaîn nåí âa biãún , do âoï nãúu goüi x laì âiãøm báút kyì trãn âæåìng giaîn nåíthç:
Ta coï : âàûc
Þ
Våïi n2 laì chè säú giaîn nåí âa biãún trung bçnh ,xaïc âënh thäng quatênh toaïn nhiãût
3. Láûp baíng xaïc âënh âæåìng neïn vaì âæåìng giaîn nåí:
Vx
i
Âæåìng neïn
Âæåìng giaîn nåí
Vc
1
1
1
6.0161
1
1
1,230Vc
1,230
1,6129
0,62
4.5330
1,5386
0,6499
9.8063
2Vc
2
2.5776
0,3880
2.3319
2,3478
0,4259
5.3670
4Vc
4
6,6438
0,1505
1.3395
5,5121
0,1814
3.2464
6Vc
6
11,5599
0,0865
0.9038
9,0811
0,1101
2.2724
8Vc
8
17,1246
0,0584
0.6662
12,9412
0,0773
1.7232
10Vc
10
23,2274
0,0431
0.5192
17,0333
0,0587
1.3746
12Vc
12
29,7962
0,0336
0.4205
21,3204
0,0469
1.1354
14Vc
14
36,7799
0,0272
0.3503
25,7767
0,0388
0.9622
16Vc
16
44,1395
0,0227
0.2982
30,3832
0,0329
0.8314
18Vc
18
51,8444
0,0193
0.2582
35,1251
0,0285
0.7296
20Vc
20
59,8697
0,0167
0.2267
39,9906
0,0250
0.6483
22Vc
22
68,1945
0,0147
0.2012
44,9702
0,0222
0.5820
24Vc
24
76,8013
0,0131
0.1804
50,0558
0,0200
0.5270
6.4.Baíng säú liãûu âæång neïn vaì âæåìng giaîn nåí.
4. Xaïc âënh caïc âiãøm âàc biãût:
Caïc âiãøm âàûc biãût laì:
; ; ; ; ;
[dm3]
[dm3]
[dm3]
[dm3]
5. Näúi caïc âiãøm trung gian cuía âæåìng neïn vaì âæåìng giaîn nåí våïi caïc âiãøm âàûc biãût seî âæåüc âäö thë cäng lyï thuyãút :
6. Duìng âäö thë Brick xaïc âënh caïc âiãøm :
· Phun såïm (c’).
· Måí såïm xupap naûp (r’) , âoïng muäün xupaïp naûp (a’).
· Måí såïm xupaïp thaíi (b’), âoïng muäün xupaïp thaíi (r”).
7. Hiãûu chènh âäö thë cäng :
Xaïc âënh caïc âiãøm trung gian :
· Trãn âoaûn cy láúy âiãøm c” våïi c”c = 1/3cy
· Trãn âoaûn yz láúy âiãøm z” våïi yz” = 1/2yz
· Trãn âoaûn ba láúy âiãøm b” våïi bb” =1/2ba.
Näúi caïc âiãøm c’c”z” vaì âæåìng giaîn nåí thaình âæåìng cong liãn tuûc taûi ÂCT vaì ÂCD vaì tiãúp xuïc våïi âæåìng thaíi .Ta seî nháûn âæåüc âäö thë cäng âaî hiãûu chènh.
6.3.4.Baíng so saïnh caïc thäng säú tênh toaïn :
*Quïa trçnh naûp:
T.T
(1)
Thäng säú
(2)
Thæï nguyãn
(3)
Âäüng cå khi sæí duûng Diesel
(4)
Khi sæí duûng Biogas
(5)
1
Tk
0K
298
298
2
hv
0,796
0,8
3
gr
0,0202
0,035
4
Ta
0K
328
332
5
pa
MN/m2
0,084
0,078
*Quïa trçnh neïn:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
6
KJ/kmol0K
19,806 + 0,002095.T
19,806 + 0,002095.T
7
KJ/kmol0K
21,0667 + 2815.10-6.T
21,310198+0,00597.T
8
KJ/kmol0K
19,8309 + 0,00211.T
19,831 + 0,00422.T
9
1,366
1,367
10
pc
MN/m2
6,451
6,01
11
Tc
0K
1050
1054
*Quïa trçnh chaïy:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
12
M0
Kmolk2/kgnl
0,49464
0,3807
13
M1
Kmolh2/kgnl
0,6737
0,49599
14
M2
Kmol/kgnl
0,7053
0,50094
15
b0
1,0469
1,01583
16
b
1,046
1,015297
17
bz
1,0361
1,016253
18
QH
KJ/kg
42440
36860
19
KJ/kmol0K
20,9305+20735.10-6.TZ
21,31049+0,005997.TZ
20
pz
MN/m2
10,322
9,8063
21
TZ
0K
2291
2593
*Quïa trçnh giaîn nåí:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
22
r
1,419
1,23
23
d
16,9132
19,51
24
Tb
0K
1191
1271
25
pb
MN/m2
0,3173
0,2462
26
1,2313
1,23
27
Tr
0K
842
967
*Nhæîng thäng säú chè thë:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
28
P’i
MN/m2
0,983
0,849591
29
Pi
MN/2
0,9437
0,8241
30
hi
0,4663
0,366
31
gi
181,92
266,610816
*Nhæîng thäng säú coï êch:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
32
Pm
MN/m2
0,20108
0,21108
33
Pe
MN/m2
0,7420
0,61303
34
hm
%
78,69
74,3
35
ge
231,693
358,412
36
he
%
36,693
27,2
37
Ne
Kw
8,5
7,01
37
Ge
Kg/h
1,965
3,58412
Baíng 6.5 So saïnh caïc thäng säú
*Nháûn xeït:
Quïa trçnh naûp phuû thuäüc vaìo ráút nhiãöu yãúu täú, caïc yãúu täú naìy laìm cho læåüng häùn håüp khê thæûc tãú âi vaìo xi lanh åí thåìi kyì naûp nhoí hån læåüng khê lyï thuyãút coï thãø naûp âáöy thãø têch cäng taïc cuía xi lanh.
Tæì phæång trçnh hãû säú naûp cho tháúy ràòng hãû säú naûp chuí yãúu phuû thuäüc vaìo tyí säú pa/pk coìn sæû aính hæåíng cuía pr/pk ráút nhoí vç váûy: Âäúi våïi âäüng cå chaûy bàòng nhiãn liãûu Diesel thç pa/pk =0,084/0,1 =0,84 seî låïn hån pa/pk= 0,0788/0,1 = 0,788 khi âäüng cå chaûy bàòng nhiãn liãûu Biogas+Diesel do: Khi âäüng cå chaûy bàòng nhiãn liãûu Diesel thç aïp suáút cuäúi quïa trçnh naûp pa phuû thuäüc vaìo sæïc caín cuía báöu loüc khäng khê vaì âæåìng naûp, coìn âäúi våïi âäüng cå khi chaûy bàòng nhiãn liãûu Biogas+Diesel thç aïp suáút cuäúi quïa trçnh naûp pa, ngoaìi viãûc phuû thuäüc vaìo sæïc caín cuía báöu loüc khäng khê vaì âæåìng naûp âäüng cå coìn phuû thuäüc vaìo tråí læûc cuía thiãút bë dáùn nhiãn liãûu Biogas.
Aïp suáút cuäúi quïa trçnh neïn khi âäüng cå chaûy bàòng nhiãn liãûu Diesel låïn hån aïp suáút cuäúi quïa trçnh neïn khi âäüng cå chaûy bàòng nhiãn liãûu Biogas+Diesel.Tæì phæång trçnh pc=pa.en1 cho tháúy aïp suáút cuäúi quïa trçnh neïn phuû thuäüc vaìo aïp suáút cuäúi quïa trçnh naûp vaì tyí säú neïn . Khi âäüng cå chaûy bàòng nhiãn liãûu Biogas+Diesel âãø âaím baío khäng xaíy ra hiãûn tæåüng kêch näø thç phaíi giaím tyí säú neïn âäüng cå âãø thêch håüp våïi loaûi nhiãn nhiãn liãûu. Vç váûy aïp suáút cuäúi quïa trçnh neïn khi duìng nhiãn liãûu Biogas+Diesel se înhoí hån khi duìng nhiãn liãûu Diesel.
Nhiãût trë tháúp cuía nhiãn liãûu Biogas nhoí hån cuía nhiãn liãûu Diesel, vç váûy khi âäüng cå chaûy bàòng nhiãn liãûu BIOGAS+Diesel, nhiãût læåüng cung cáúp cho viãûc tàng näüi nàng vaì sinh cäng seî nhoí hån khi chaûy bàòng nhiãn liãûu Diesel. Màûc dáöu váûy nhæng aïp suáút cæûc âaûi pz cuía chu trçnh khi chaûy bàòng nhiãn liãûu Biogas+Diesel nhoí hån aïp suáút cæûc âaûi pz cuía chu trçnh khi chaûy bàòng nhiãn liãûu Diesel. Màûc dáöu nhiãn liãûu Biogas coï sæû hoìa träün täút hån nhiãn liãûu Diesel nhæng cäng suáút cuía âäüng cå khi chaûy bàòng nhiãn liãûu Biogas+Diesel giaím so våïi cäng suáút âäüng cå khi chaûy bàòng nhiãn liãûu Diesel
Læåüng tiãu hao nhiãn liãûu theo khäúi læåüng khi sæí duûng nhiãn liãûu Biogas+Diesel låïn hån nhiãöu so våïi khi sæí duûng nhiãn liãûu Diesel do trong thaình pháön cuía Biogas coï mäüt læåüng khaï låïn CO2 khäng tham gia quaï trçnh chaïy (chiãúm khoaíng 40% thaình pháön khäúi læåüng Biogas) vaì nhiãût trë cuía Biogas tháúp hån Diesel.
(a) (b)
Hçnh 6.7. Caïc âäö thë cäng
a-Duìng nhiãn liãûu Diesel, b-Duìng nhiãn liãûu Diesel+Biogas
6.4 CAÏC PHÆÅNG AÏN THIÃÚT KÃÚ HÃ THÄÚNG NHIÃN LIÃÛU BIOGAS.
6.4.2 Yãu cáöu thiãút kã.ú
Âaím baío âuí cäng suáút yãu cáöu
Âaím baío sæû hoìa träün täút häøn håüp Biogas - Khäng khê
Khäng thay âäøi låïn våïi kãút cáúu cuía âäüng cå
6.4.3 Phæång aïn âaïnh læía bàòng tia læía âiãûn.
Så âäö :
Hçnh 6.8 Phæång aïn chè sæî duûng nhiãn liãûu Biogas.
1 Quaí vàng cuía bäü âiãöu täúc; 2 Caìng âiãöu täúc; 3 Cáön âiãöu khiãøn bàòng tay
4 Thanh keïo; 5 Loì xo; 6 Cáön âiãöu täúc; 7 Xupap naûp
8 Hoüng venturi; 9 Âæåìng äúng naûp; 10 Van maìng;
11Âæåìng äúng dáùn Biogas 12 Van giaím aïp
Nguyãn lyï hoaût âäüng :
Khi keïo cáön ga âiãöu khiãøn bàòng tay (3) thäng qua loì xo (5) keïo cáön âiãöu täúc vaì kim van tiãút læu dëch vãö phêa phaíi tiãún haình måí van tiãút læu cáúp Biogas vaìo âäüng cå. Viãûc keïo cáön (3) laìm thay âäøi biãn daûng ban âáöu cuía loì xo. Læûc càng cuía loì xo seí cán bàòng våïi læûc ly tám cuía quaí vàng bäü âiãöu täúc(2). khi taíi troüng bãn ngoaìi cuía âäüng cå thay âäøi giaí sæí taíi troüng bãn ngoaìi âäüng cå tàng dáön âãún täúc âäü quay cuía truûc khuyíu thay âäøi læûc ly tám cuía quaí vàng, læûc loì xo seí thàng læûc ly tám keïo kim van tiãút læu vãö phêa cáúp nhiãn liãûu nhiãöu hån cho âäng cå âãø phuì håüp våïi taíi troüng thay âäöi giuïp cho âäüng co luän hoaût âäüng åí säú voìng quay äøn âënh.
Daûng âaïnh læía naìy âæåüc aïp duûng cho âäüng cå ätä vaì âäüng cå cäng nghiãûp coï cäng suáút trung bçnh .
Bugi gäöm cæûc trung tám vaì mäüt hay bäún cæûc chung quanh näúi liãön våïi thán maïy. Khoaíng caïch giæîa caïc âiãûn cæûc âæåüc chènh cáøn tháûn sao cho âaím baío âæåüc hiãûu quaí âaïnh læía cao nháút.
Våïi âäüng cå Diesel hãû thäúng âæåüc caíi tiãún bàòng caïch boí voìi phun vaì båm cao aïp, thay vaìo vë trê voìi phun Diesel laì mäüt bugi âaïnh læía vaì thay âäøi tè säú neïn cuía âäüng cå cho phuì håüp.
6.4.4 Phæång aïn sæí duûng læåîng nhiãn liãûu Biogas- Diesel
Så âäö :
Hçnh 6.9 Phæång aïn sæí duûng læåîng nhiãn liãu Biogas - Diesel
1 Cáön Âiãöu khiãùn 2 Båm 3 ÄÚng dáùn dáöu
4 Cáön âiãöu khiãøn gas 5 Loì xo 6 Cáön âiãöu täúc
7Âäüng cå 8Hoüng venturi 9 Âæåìng äúng naûp
10 Van maìng 11ÄÚng dáùn Biogas 11Van giaím aïp
Nguyãn lyï hoaût âäüng :
Sau khi khåíi âäüng âäüng cå chènh thanh ràng vãö vë trê cung cáúp nhiãn liãu Diesel täúi thiãøu tæång âæång våïi khi âäüng cå chaûy khäng taìibàòng caïch âiãöu chènh cáön 1
Khi keïo cáön ga(4) âäöng thåìi keïo van tiãút læu vaì cáön âiãöu täúc dëch sang traïi cáúp nhiãn liãûu nhiãöu hån vaìo âäüng cå. Mäøi vë trê cuía cáön tæång æïng våïi mäüt täúc âäü nháút âënh cuía âäüng cå. Khi taíi troüng bãn ngoaìi cuía âäüng cå tàng laìm giaím täúc âäü quay cuía truûc khyuí laìm giaím læûc ly tám cuía quaí vàng luïc naìy læûc loì xo seí thàõng læûc ly tám vaì keïo kim van tiãút læu vãö phêa phaíi cáúp nhiãn liãûu nhiãöu hån cho âäüng cå. Khi taíi bãn ngoaìi giaím xuäúng hay täúc âäü truûc ra cuía âäüng cå tàng lãn thç ngæåüc laûi læûc ly tám cuía quaí vàng seí thàõng læûc loì xo âáy kim van tiãút læu dëch chuyãøn vãö phêa âoïng van tiãút læu, giaím nhiãn liãûu cáúp cho âäüng cå
Phæång aïn naìy viãûc âaïnh læía âæåüc thæûc hiãûn bàòng sæû tæû chaïy cuía mäüt læåüng nhoí nhiãn liãûu loíng phun træåïc khi piston âãún âiãøm chãút trãn.
Viãûc âiãøu chènh cäng suáút âæåüc thæûc hiãûn bàòng caïch âiãöu chènh thãø têch khê gas naûp vaìo xilanh coìn læåüng nhiãn liãûu loíng phun mäöi váùn giæî cäú âënh trong suäút quaï trçnh hoaût âäüng cuía âäüng cå.
Caïc haût nhiãn liãûu loíng phun vaìo buäöng chaïy seî tæû bäúc chaïy vaì taûo ra chæìng áúy âiãøm âaïnh læía trong häùn håüp nhiãn liãûu.
6.4.5 So saïnh caïc phæång aïn phæång aïn trãn
+ Æu âiãøm cuía phæång aïn âaïnh læía bàòng caïch phun nhiãn liãûu mäöi:
- Âäü tin cáûy khi âaïnh læía cao, hiãûu quaí âaïnh læía keïo daìi vaì coï thãø âaïnh læía våïi báút kç âäü âáûm âàûc naìo cuía häùn håüp våïi âiãöu kiãûn laì mæïc âäü räúi cuía häùn håüp gas - khäng khê âuí låïn.
- Dãù daìng chuyãøn âäøi sang laûi âäüng cå Diesel khi coï sæû cäú vãö hãû thäúng gas
- Hiãûu suáút âäüng hoüc cao
+ Nhæåüc âiãøm cuía phæång phaïp læåîng nhiãn liãûu laì tè säú neïn cao laìm haûn chãú cäng suáút cæûc âaûi theo tênh cháút nhiãn liãûu khê, trong khi âoï viãûc âaïnh læía bàòng tia læía âiãûn cho pheïp læûa choün tè säú neïn täúi æu cho tæìng loaûi gas sæí duûng. Tuy nhiãn viãûc giaím tè säú neïn seî dáùn âãún viãûc giaím hiãûu suáút nhiãût cuía âäüng cå.
Kãút luáûn: Tæì nhæîng æu âiãøm âaî nãu trãn ta choün phæång aïn phun nhiãn liãûu mäöi laìm phæång aïn thiãút kãú cho âäüng cå Diesel KuBoTa duìng nhiãn liãûu Biogas
6.5 TÊNH TOAÏN THIÃÚT KÃÚ BÄÜ TAÛO HÄØN HÅÜP
6.5.1 Yãu cáöu vaì phán loaûi bäü häøn håüp
6.5.1.1 Yãu cáöu :
Âãø taûo âæåüc thaình pháön häùn håüp täút thi bäü häùn håüp cáön coï caïc yãu cáöu sau:
- Coï thãø âiãöu chènh âæåüc hãû säú dæ læåüng khäng khê a vaì hãû säú naûp hv.
- Caín tråí cuía bäü häùn håüp våïi doìng khê laì beï nháút.
- Âån giaín, dãù chãú taûo, dãù âiãöu chènh, thaïo làõp.
- Thaình pháön häøn håüp tæång âäúi âäöng nháút .
6.5.1.2 Nhiãûm vuû
Bäü hoìa träün coï nhiãûm vuû chuáøn bë häùn håüp chaïy bao gäöm khê Biogas vaì khäng khê cung cáúp cho xylanh âäüng cå theo caïc chãú âäü taíi khaïc nhau.
6.5.1.3 Phán loaûi bäü hoaì träün
Bäü hoìa träün coï thãø chia thaình hai loaûi chênh sau:
- Loaûi træûc giao: Loaûi træûc giao kãút cáúu âån giaín, hoìa träün giæîa khäng khê vaì khê Biogas âæåüc dãù daìng. Âäúi våïi loaûi træûc giao coï thãø bäú trê âæåìng äúng dáùn khê Biogas taûi mäüt vë trê hoàûc nhiãöu vë trê xung quanh hoüng bäü häùn håüp.
Khäng khê
Khê häùn håüp
Khê Biogas
Khäng khê
Khê häùn håüp
Khê Biogas
(a)
(b)
- Loaûi cuìng chiãöu: Loaûi cuìng chiãöu coï kãút cáúu phæïc taûp hån, khoï bäú trê làõp âàût, caín tråí âäúi våïi doìng khê Biogas nhoí nãn læu læåüng låïn, do âoï noï chè thêch håüp cho loaûi âäüng cå yãu cáöu læu læåüng häùn håüp cung cáúp låïn.
Hinh 6.10 Caïc loaûi bäü hoìa träün
6.5.2 Cå såí lyï thuyãút âiãöu chènh thaình pháön häøn håüp
Âãø âaím baío âäüng cå laìm viãûc cán bàòng, äøn âënh khi phuû taíi bãn ngoaìi thay âäøi thç cäng suáút âäüng cå phaït ra phaíi cán bàòng våïi cäng suáút tiãu thuû. Vç váûy bäü häùn håüp phaíi âiãöu chènh âæåüc thaình pháön häùn håüp vaì khäúi læåüng häùn håüp sao cho cäng suáút âäüng cå phaït ra thoía maîn âæåüc caïc âæåìng âàûc tênh cuía noï nhæ âàûc tênh taíi, âàûc tênh täúc âäü¼ Muäún váûy cáön phaíi âaím baío tè säú hoìa träün thêch håüp giæîa khê Biogas vaì khäng khê æïng våïi tæìng chãú âäü laìm viãûc cuía âäüng cå, coï nghéa laì nãúu chãú âäü laìn viãûc cuía âäüng cå thay âäøi thç khäng nhæîng thay âäøi vãö säú læåüng, maì coìn thay däøi vãö cháút læåüng häùn håüp naûp vaìo âäüng cå. Khi âäüng cå chaûy åí chãú âäü taíi nhoí cáön phaíi tàng læåüng khê gas trong häùn håüp, tæïc laì phaíi laìm âáûm khê häùn håüp. Khi tàng dáön phuû taíi thç mäüt màût phaíi tàng säú læåüng häùn håüp âæa vaìo âäüng cå, màût khaïc phaíi giaím båït thaình pháön khê Biogas trong häùn håüp, tæïc laì laìm cho häùn håüp loaîng dáön. Khi âäüng cå chaûy toaìn taíi tæïc laì khi cáön phaït ra cäng suáút låïn nháút thç phaíi laìm cho häùn håüp giæîa khê Biogas vaì khäng khê âáûm lãn.
6.5.2.1 Phæång aïn âiãöu chènh thaình pháön häøn håüp vaì choün phæång aïn âiãöu chènh
a Phæång aïn âiãöu chènh
- Âiãöu chènh cháút læåüng häùn håüp: Âiãöu chènh cháút læåüng häùn håüp laì sæû thay âäøi cäng suáút âäüng cå thæûc hiãûn bàòng caïch âiãöu chènh säú læåüng nhiãn liãûu cung cáúp cho mäùi chu trçnh maì khäng thay âäøi säú læåüng häùn håüp.
- Âiãöu chènh khäúi læåüng häùn håüp: Âiãöu chènh theo phæång phaïp naìy tæïc laì thay âäøi cäng suáút cuía âäüng cå nhåì thay âäøi læåüng hoìa khê âæa vaìo xylanh trong mäùi chu trçnh.
Våïi phæång phaïp naìy coï thãø thæûc hiãûn bàòng caïch thay âäøi âäü måí bæåïm gas. Phæång phaïp naìy coï nhæåüc âiãøm laì laìm thay âäøi sæû tiãút læu cuía doìng khê häùn håüp, laìm giaím tênh kinh tãú cuía âäüng cå, giaím aïp suáút cuäúi quaï trçnh neïn.
- Âiãöu chènh theo cháút vaì læåüng: Phæång phaïp naìy thç viãûc âiãöu chènh häùn håüp naûp vaìo âäüng cå âæåüc kãút håüp båíi hai phæång phaïp trãn. Tuìy theo tæìng træåìng håüp âiãöu chènh theo phæång phaïp naìo hiãûu quía thç thç duìng phæång phaïp âoï.
b Choün phæång aïn âiãöu chènh
Cäng suáút âäüng cå duìng khê BIOGAS âæåüc tênh theo cäng thæïc sau[1]:
(6.120)
(6.121)
Trong âoï:
B- Laì hàòng säú,
t- Säú kyì cuía âäüng cå
Vh- Thãø têch cäng taïc cuía xylanh
QH- Nhiãût trë tháúp cuía nhiãn liãûu
a- Hãû säú dæ læåüng khäng khê
L0- Læåüng khäng khê lê thuyãút tênh theo kg âãø âäút chaïy mäüt kg nhiãn liãûu
rk- Khäúi læåüng riãng cuía khê häùn håüp taûi aïp suáút vaì nhiãût âäü træåïc xupaïp naûp.
hv- Hãû säú naûp
hm- Hiãûu suáút cå giåïi
hi- Hiãûu suáút chè thë
n- Säú voìng quay âäüng cå
i- Säú xylanh
Våïi:
(6.122)
Trong âoï:
A1- Laì hàòng säú
Pm- Aïp suáút täøn tháút cå giåïi trung bçnh
(6.4) Tæì caïc biãøu thæïc trãn ta ruït ra nháûn xeït sau:
- Âäúi våïi phæång phaïp âiãöu chènh theo cháút: Sæû thay âäøi hãû säú naûp hv coï phuû thuäüc vaìo quaï trçnh cäng taïc cuía âäüng cå nhæng aính hæåíng naìy ráút êt do âoï coï thãø boí qua.
Aïp suáút cå giåïi trung bçnh Pm chuí yãúu phuû thuäüc vaìo säú voìng quay cuía truûc khuyíu(n tàng laìm Pm tàng dáùn âãún hiãûu suáút hm giaím).
Hiãûu suáút chè thë hi chuí yãúu phuû thuäüc vaìo a. Khi tàng säú voìng quay truûc khuyíu n thç váûn âäüng häùn håüp trong buäöng chaïy laìm cho quaï trçnh chaïy nhanh, n tàng laìm cho truyãön nhiãût giaím vaì loüt khê giaím nãn hi coï tàng theo n nhæng khäng nhiãöu. Do âoï, åí taíi låïn hãû säú dæ læåüng khäng khê a giaím, thåìi gian æïng våïi goïc quay truûc khuyíu khäng âäøi nãn quaï trçnh chaïy seî keïo daìi, Pi coï tàng nhæng khäng nhiãöu do âoï hi tàng lãn.
ÅÍ træåìng håüp taíi beï a tàng seî laìm cho häùn håüp loaîng, aïp suáút chè thë Pi giaím laìm tè säú hi/1+aL0 giaím xuäúng ráút nhanh laìm giaím tênh kinh tãú cuía âäüng cå.
- Âäúi våïi phæång phaïp âiãöu chènh theo læåüng: ÅÍ træåìng håüp taíi beï hv giaím nhiãöu do tiãút læu doìng khê naûp laìm cho aïp suáút cæûc âaûi cuía chu trçnh giaím. Vç váûy, nãúu giaím taíi theo phæång phaïp âiãöu chènh theo læåüng laì âoïng båït bæåïm ga do aính hæåíng cuía Pm vaì hv laìm cho hm coï giaím nhæng khäng âaïng kãø.
hi thay âäøi liãn tuûc theo aïp suáút chè thë trung bçnh Pi, nhæng Pi laûi phuû thuäüc vaìo cháút læåüng cuía quaï trçnh chaïy nãúu xeït âãún mäüt loaûi nhiãn liãûu nháút âënh. Tæïc laì phuû thuäüc vaìo hãû säú dæ læåüng khäng khê a, mæïc âäü hoìa träün vaì goïc âaïnh læía såïm. Do thåìi gian chaïy cuía nhiãn liãûu æïng våïi goïc quay cuía truûc khuyíu khäng âäøi vaì nhiãût âäü, aïp suáút cuäúi quaï trçnh chaïy giaím liãn tuûc theo chiãöu tàng a nãn seî laìm hi giaím liãn tuûc.
- Kãút luáûn: Caí hai phæång phaïp âiãöu chènh trãn âãöu coï æu âiãøm vaì nhæåüc âiãøm. Âäúi våïi âäüng cå ta sæí duûng âãø thiãút kãú laì âäüng cå Diesel, nhiãn liãûu Diesel âæåüc phun mäöi âãø âäút chaïy häùn håüp. Trong quaï trçnh âäüng cå hoaût âäüng åí chãú âäü khäng taíi thç chè coï nhiãn liãûu Diesel âæåüc cung cáúp. Maì bäü hoìa träün âæåüc bäú trê taûi âæåìng naûp khäng khê cho nãn nãúu duìng bæåïm ga thç åí chãú âäü khäng taíi seî khäng coï khäng khê âæa vaìo xylanh âãø âäút chaïy nhiãn liãûu vç luïc naìy bæåïm ga âoïng.Vç váûy ta duìng phæång phaïp âiãöu chènh theo cháút âãø âiãöu chènh læåüng Biogas vaìo bäü träün åí tæìng chãú âäü taíi khaïc nhau.
6.5.3 Phæång aïn thiãút kãú bäü hoìa träün
- Bäü hoìa träün coï thãø thiãút kãú theo nhiãöu kiãøu khaïc nhau nhàòm muûc âêch taûo sæû hoìa träün âäöng âãöu häùn håüp khê Biogas vaì khäng khê.
- Yãu cáöu: Sæïc caín bäü träün nhoí nháút, âån giaín dãù chãú taûo, tiãûn sæí duûng. Âaím baío læåüng khäng khê vaì khê Biogas thêch håüp åí tæìng chãú âäü cäng taïc cuía âäüng cå.
- Yãu cáöu kyî thuáût: Khi làõp raïp kãút cáúu, kêch thæåïc phaíi phuì håüp våïi bä pháûn khaïc liãn quan trãn âäüng cå KuBoTa maì khäng thay âäøi kãút cáúu nguyãn thuíy cuía âäüng cå.
- Sau âáy laì kãút cáúu cuía mäüt säú loaûi bäü hoìa träün âæåüc thiãút kãú cho âäng cå KuBoTa:
Táút caí caïc bäü hoìa träün trãn âãöu coï mäüt nguyãn lyï chung laì taûo âäü chán khäng åí hoüng âãø huït khê Biogas vaìo.
Âäúi våïi loaûi (c) thuäüc loaûi træûc giao: Loaûi naìy âån giaín, dãù chãú taûo nhæng khäng taûo âæåüc sæû hoìa träün täút.
Âäúi våïi loaûi (b) : Loaûi naìy coï diãûn têch âiãöu chènh caïc läù låïn do âoï tao âæåüc hoìa khê täút hån so våïi loaûi (a).
Âäúi våïiloaûi (a): Caïc läù phun Biogas âæåüc bäú trê xung quanh hoüng cho nãn tiãút diãn bäú trê caïc läù låïn hån so våïi caïc loaûi trãn vaì taûo âæåüc hoìa khê täút hån.
Tæì caïc æu nhæåüc âiãøm cuía tæìng loaûi bäü träün âaî nãu trãn ta choün cho âäüng cå ta thiãút kãú bäü hoìa träün kiãøu caïc läù phun bäú trê xung quanh hoüng.
Hçnh 6. 11.Kãút cáúu mäüt säú kiãøu bäü hoìa träün
(a)- Bäü hoìa träün våïi caïc läù phun bäú trê xung quanh hoüng; (b)- Bäü hoìa träün våïi voìi phun nhiãöuläù; (c) Bäü hoìa träün mäüt läø phun; 1-Màût bêch làõp våïi loüc gio; 2- Hoüng bäü hoìa träün; 3- Buläng cäú âënh hoüng; 4- Voìi phun Biogas; 5- Màût bêch làõp vaìo âæåìng naûp; 6- Läù làõp buläng; 7- Âæåìng Biogas vaìo hoüng; 8- ÄÚng näúi màût bêch trãn vaì dæåïi; 9- Läù phun Biogas.
6.5.4 Tênh toaïn bäü kêch thæåïc bäü hoaì träün
* Caïc thäng säú âaî biãút
Trong pháön tênh toaïn nhiãût ta âaî biãút âæåüc caïc thäng säú sau:
- Hãû säú dæ læåüng khäng khê: a = 1,219
- Suáút tiãu hao nhiãn liãûu: ge = 358,412 (g/kw.h)
- Læåüng nhiãn liãûu häùn håüp tiãu hao trong mäüt giåì: Gnl = 2,851 (kg/h)
- Læåüng nhiãn liãûu Diesel tiãu hao trong mäüt giåì: GnlD = 0,5895 (kg/h)
- Læåüng nhiãn liãûu Biogas tiãu hao trong mäüt giåì: GnlBIOGAS = 1,2768 (kg/h)
* Xaïc âënh læu læåüng khäng khê hoìa träün
Læu læåüng khäng khê hoìa träün âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc[1]:
Gkk = a.Gnl.Lo (6.123)
Trong âoï:
Lo- Læåüng khäng khê lyï thuyãút âãø âäút chaïy 1kg nhiãn liãûu
a- Hãû säú dæ læåüng khäng khê
Gnl- Læåüng nhiãn liãûu tiãu hao trong mäüt giåì
+ Xaïc âënh Lo
Læåüng khäng khê lyï thuyãút âãø âäút chaïy 0,1655kg nhiãn liãûu Diesel âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc sau [1]:
(kg khäng khê/kgnl)
Trong âoï:C = 0,87; H = 0,126; O = 0,004
Thay vaìo cäng thæïc trãn ta âæåüc:
(kg kk/kgnl)
Læåüng khäng khê lyï thuyãút âãø âäút chaïy 1kg Biogas âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc sau:
(kg khäng khê/kgnl)
Trong âoï:
M0- Læåüng khäng khê cáön thiãút âãø âäút chaïy hoaìn toaìn 1m3 nhiãn liãûu
(m3kk/m3nl)
Maì khê BIOGAS laì häùn håüp cuía CH4 vaì CO 2 Ta coï phaín æïng chaïy hoaìn toaìn nhæ sau:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
H2 +1/2 O2 = + H2O
Suy ra: (m3/m3nl)
Váûy: (kg/kgnl)
Læåüng khäng khê lyï thuyãút âãø âäút chaïy BIOGAS coï trong 1kg nhiãn liãûu häøn håp seî laì:
L’0BIOGAS = 10,3847.0,83445 = 8.6655 (kg/kgnl)
Læåüng khäng khê âãø âäút chaïy 1kg häùn håüp BIOGAS + Diesel laì:
= 8.6655 + 2,3719
= 11,0374 (kg/kgnl)
Gkk = a.Gnl.L0
= 1,2.2,7445941.11,0374
= 37.76(kg/h)
= 0,01049 (kg/s)
* Tênh toaïn hoüng khuãúch taïn
Hoüng cuía bäü hoìa träün cáön phaíi âaím baío taûo âæåüc âäü chán khäng cáön thiãút cho læu âäüng cuía BIOGAS vaì âäöng thåìi laûi khäng gáy sæïc caín låïn âäúi våïi læu âäüng cuía khäng khê.
Muäún xaïc âënh så bäü tiãút diãûn læu thäng cuía hoüng khi thiãút kãú coï thãø duìng âàóng thæïc sau[2] :
mhfh = (6.124)
Trong âoï:
mh- Hãû säú læu læåüng cuía hoüng noï phuû thuäüc vaìo hçnh daûng vaì cháút læåüng bãö màût cuía hoüng, våïi loaûi hoüng âån thç theo taìi liãûu [2] ta coï mh = 0,85¸0,99. Ta choün mh = 0,85.
fh- Tiãút diãûn læu thäng cuía hoüng (m2)
Ghh- Læu læåüng cuía khê häùn håüp
Ghh = GBIOGAS + Gkk
= 0,00055 + 0,001049
= 0,001104 (kg/s)
rk- Khäúi læåüng riãng cuía khäng khê åí phêa træåïc äúng naûp (kg/m3)
rk = 1,1¸1,2, ta choün rk = 1,15.
DPh- Âäü chán khäng åí hoüng, âäü chán khäng åí hoüng âæåüc xaïc âënh theocäng thæïc sau[1]:
(6.125)
Thæûc tãú trong quaï trçnh chuyãøn âäüng doìng khê coï täøn tháút täúc âäü do sæïc caín khê âäüng cuía doìng khê doüc theo âæåìng äúng gáy ra nãn DPh âæåüc tênh theo cäng thæïc sau:
DPh = (6.126)
Trong âoï:
jh- Hãû säú täúc âäü cuía hoüng,jh = 0,8¸0,9. Ta choün jh = 0,85
rk- Khäúi læåüng riãng khäng khê
W- Täúc âäü doìng khê qua hoüng.
Khi tênh toaïn, âãø xaïc âënh tiãút diãûn nhoí nháút cuía hoüng cáön phaíi âaím baío doìng khê âi qua hoüng våïi täúc âäü tæång âäúi cao âãø nhiãn liãûu âæåüc hoìa träün täút.
Ta choün Wh = 25 (m/s).
Thay vaìo cäng thæïc (6.8) ta âæåüc:
DPh =
= 497,4 (kg/m2)
= 4,974 (KN/m2)
Suy ra:
= 0,000384 (m2)
Coï âæåüc tiãút diãûn ta seî tênh âæåüc âæåìng kênh hoüng theo cäng thæïc sau:
= 0,022 (m) = 22(mm)
Ta láúy âæåìng kênh hoüng dh = 21 (mm).
* Tênh buäöng häùn håüp
Âæåìng kênh buäöng häùn håüp laì kêch thæåïc cå baín quan troüng cuía bäü hoìa träün. Buäöng häùn håüp laì nåi hai doìng khê BIOGAS vaì khäng khê håüp laûi träün láùn våïi nhau âãø âi vaìo xylanh âäüng cå. Yãu cáöu buäöng häùn håüp phaíi coï kêch thæåïc âuí låïn âãø hai doìng khê håüp laûi khäng gáy täøn tháút låïn vaì häùn håüp khê coï âuí thåìi gian hoìa träün.
Theo säú liãûu thäúng kã, pháön låïn caïc bäü chãú hoìa khê làõp trãn âäüng cå ätä âãöu coï tè säú nhæ sau:
Trong âoï: Fh- Diãûn têch tiãút diãûn hoüng
Fb- Diãûn têch tiãút diãûn buäöng häùn håüp
Ta coï:
Suy ra: db =
= 26,7¸50 (mm)
Âãø phuì håüp våïi âæåìng kênh âæåìng äúng naûp cuía âäüng cå nguyãn thuíy ta choün âæåìng kênh buäöng bàòng âæåìng kênh cuía âæåìng naûp, db = 36 (mm).
* Tênh âæåìng kênh läù phun BIOGAS
Læåüng BIOGAS phun vaìo buäöng häùn håüp åí chãú âäü cäng suáút cæûc âaûi:
GBIOGAS = Gnlhh - GnlD
Trong âoï: Gnlhh- Læåüng nhiãn liãûu häùn håüp tiãu hao trong mäüt giåì
Gnlhh = 2,51587
GnlD- Læåüng nhiãn liãûu tiãu hao cuía nhiãn liãûu Diesel
GnlD = 0,4165 (kg/h)
Suy ra: GBIOGAS = 2,51547 - 0,4165 = 2,099367 (kg/h)
Aïp duûng cäng thæïc :
GBIOGAS = (6.127)
Trong âoï:
f- Tiãút diãûn läù phun BIOGAS
rBIOGAS- Khäúi læåüng riãng cuía BIOGAS, rBIOGAS = 0,8808 (Kg/m3).
Tæì cäng thæïc (6.9) suy ra âæåüc âæåìng kênh läù phun:
(6.128)
Trong âoï: vBIOGAS- Täúc âäü Biogas qua läù, vBIOGAS = 15¸25 (m/s). Ta choün vBIOGAS = 22 (m/s)
Thay caïc giaï trë vaìo cäng thæïc (3.20) ta âæåüc:
(m)
Ta láúy dlp = 6 (mm)
Nãúu duìng mäüt läù âãø phun nhiãn liãûu qua hoüng vaìo träün våïi khäng khê thç cháút læåüng hoìa träün khäng âæåüc täút. Âãø caíi thiãûn cháút læåüng hoìa träün giæîa Biogas vaì khäng khê thç xung quanh hoüng ta khoan 6 läù coï âæåìng kênh âæåüc tênh nhæ sau:
Læåüng nhiãn liãûu qua mäüt läù:
Gnl1 =
= 0, 349845 (kg/h).
Maì:
Gnl =
Trong âoï: fnl1- Tiãút diãûn cuía mäüt läù phun
rnl- Khäúi læåüng riãng cuía nhiãn liãûu
vnl- Täúc âäü nhiãn liãûu qua läù phun, choün v = 28 (m/s).
Suy ra:
= 0,00224 (m) = 2,224 (mm)
Ta láúy âæåìng kênh cuía mäùi läù phun laì dl = 2,2 (mm).
3.5.4 Kãút cáúu cuía bäü hoaì träün
Hçnh 6.12. Kãút cáúu Hoüng
6.6 THIÃÚT KÃÚ TÊNH TOAÏN VAN TIÃÚT LÆU
66.1 Nhiãûm vu, yãu cáöu û cuía van tiãút læu
3.6.1.1Nhiãûm vuû
- Tàng cäng suáút cuía âäüng cå phuì håüp våïi taíi bàòng caïch laìm âáûm hoìa khê Biogas khäng khê
- Âiãöu chènh cháút læåüng nhiãn liãûu tuìy thuäüc vaìo aïp suáút Biogas naûp vaìo, âiãöu kiãûn taíi cuía âäüng cå vaì hãû thäúng bàòng caïch thay âäøi læu læåüng ga naûp vaìo âäüng cå
3.6.1.2 Yãu cáöu
- Kêch thæåïc cuía van phuì håp våïi yãu cáöu læåüng Biogas cáön naûp vaìo
- Âiãöu khiãön nheû vaì baío âaím laìm kên täút
- Tråí læûc beï âäúi våïi doìng khê Biogas naûp vaìo
- Âaím baío kên traïnh loüt khê Biogas ra mäi træåìng
6.6.2 Tênh toaïn kêch thæåïc van
Nhæ tênh toaïn åí pháön tênh toaïn nhiãût ta xaïc âënh âæåüc læåüng tiãu hao nhiãn liãûu BIOGAS trong mäüt giåì Gnl= 0,0001588 [m3/s] vaì läù phun BIOGAS Dp = 3mm. Vç váûy âãø âaím baío læåüng BIOGAS cung cáúp cho âäüng cå åí säú voìng quay n = 2200 [Vg/ph], ta choün täúc âäü BIOGAS åí cæía vaìo van tiãút læu bàòng täúc âäü åí läù phun hoüng Venturi wa = 25 m/s.
* Tiãút diãûn läù phun vaìo van tiãút læu.
Theo [3] trang 117, phæång phaïp giaím dáön täúc âäü âæa ra cäng thæïc sau:
F = ,[m2] (6.129)
Trong âoï :
L - Læu læåüng khê BIOGAS [m3/s] , åí âáy L = Gnl = 0,0001588[m3/s].
wa - Täúc âäü BIOGAS, wa = 25[m/s].
Thay caïc giaï trë vaìo (6.11) ta âæåüc:
F = (m2)
F = 6,352 [mm2].
Màût khaïc : F =
Suy ra : Dlv = 2,84[mm]
* Âæåìng kênh chäút van tiãút læu.
Âãø âaím baío læu læåüng qua van êt bë täøn tháút vaì cáúp âuí læåüng BIOGAS cáön thiãút , ta choün âæåìng kênh chäút van Dc = 8mm.
·Tênh toaïn täøn tháút aïp suáút:
Aïp suáút tæì bäü äøn âënh âãún van tiãút læu âãún hoüng bäü hoìa träün luän coï täøn tháút vç BIOGAS læu thäng qua caïc van ba ngaî vaì caïc tiãút diãûn thay âäøi.
Nhæ âaî khaío saït åí pháön træåïc khi váûn täúc tàng, tiãút diãûn læu thäng giaím thç täøn tháút aïp suáút caìng tàng. Vç tiãút diãûn læu thäng åí cæía vaìo van tiãút læu thay âäøi ráút phæïc taûp, nãn ta choün kaío saït åí tiãút diãûn måí cæûc âaûi (n = 2200 Vg/ph).
+ Täøn tháút aïp suáút åí van ba ngaî :
Theo [3] trang 375 ta coï cäng thæïc sau:
Pâ = 0,602.V22 = 0,602.252 = 376,25 [Pa]
Ta coï : DP1 = b.Pâ
Trong âoï :b - Hãû säú täøn tháút aïp suáút.
Pâ - Aïp suáút âäüng.
Vc
Vs
Vb
Hçnh 6.13. Så âäö reî nhaïnh daûng chæî T
Tra âæåüc : b = 0,83 æïng våïi = 0,5.
Suy ra : DP1 = 0,83.376,25 = 312,2875 [Pa].
+ Täøn tháút aïp suáút khi BIOGAS vaìo van tiãút læu:
Tæång tæû nhæ bäü âiãöu chènh gioï daûng caïnh bæåïm ta choün :
q = 200 , D/D0 = 1
b = 1,8.
Suy ra : DP2 = 1,8.376,25 = 677,25 [Pa].
+ Täøn tháút aïp suáút khi ra khoíi van tiãút læu:
Pâ = 0,602. = 94,0625 [Pa].
Tra baíng 10.28 taìi liãûu [3] trang 363 ta âæåüc:
b = 0,42.
Suy ra : DP3 = 0,42.94,0625 = 39,50625 [Pa].
* Tênh toaïn màût cän chäút van tiãút læu
Hçnh 6.14. Så âäö tênh toaïn van tiãút læu
Phæång trçnh Becnuli cho màût 11 vaì 22 âæåüc viãút nhæ sau [4]:
Z1 + (6.130)
Tæì phæång trçnh trãn ta coi nhæ:
Z1 = Z2, v1 = v2, a1 = a2.
Phæång trçnh (6.12) tråí thaình:
(6.131)
Màût khaïc ta coï : Q = v.AX (6.132)
Tæì biãøu thæïc (6.13) vaì (6.14) suy ra :
AX = (6.133)
Trong âoï :
AX - Tiãút diãûn chaíy qua tiãút læu.
- Hãû säú täøn tháút tiãút læu phuû thuäüc vaìo tiãút diãûn choün thiãút kãú , x = 1,8.
- Khäúi læåüng riãng cuía BIOGAS, g = 2,234 [Kg/m3].
DP = 0,00067725 [Mpa]- Chãnh lãûch aïp suáút træåïc vaì sau tiãút læu.
g = 9,81 m/s2 - Gia täúc troüng træåìng.
Thay caïc säú liãûu trãn vaìo cäng thæïc (6.15) ta suy ra :
AX = 0,00000874 [m2].
AX = 8,74 [mm2].
Tæì pháön tênh toaïn trãn ta tháúy ràòng tiãút diãûn läù phun BIOGAS vaìo van tiãút læu âãø âaût âæåüc cäng suáút cæûc âaûi laì: F = 6,352(mm2) trong khi âoï ta tênh âæåüc tiãút diãûn chaíy qua van tiãút læu laì: Ax = 8,74(mm2) âaím baío âæåüc læåüng nhiãn kiãûu cung cáúp cho âäüng cå khi âäüng cå hoaût âäüng åí cäng suáút cæûc âaûi.Vç váûy ta láúy âäü cän cuía chäút van tiãút læu nhæ âaî choün åí pháön tênh toaïn trãn våïi goïc cän laì a = 100
6.7THIÃÚT KÃÚ CAÍI TAÛO HÃÛ THÄÚNG ÂIÃÖU TÄÚC VAÌ CÅ CÁÚU ÂIÃÖU KHIÃØN
6.7.1Nhiãûm vuû cuía bäü âiãöu täúc
ÄØn âënh täúc âäü cuía âäüng cå .viãûc làõp thãm bäü âiãöu täúc seí giuïp cho maïy båm laìm viãûc äøn âënh hån khi taíi trong thay âäøi
6.7.3 Bäü âiãöu täúc cuía âäüng cå KOBUTA 125 khi dung nhiãn liãûu Diesel
Âáy laì bäü âiãöu täúc âiãöu khiãøn cå khê nhiãöu chãú âäü. Pháön tæí caím æïng täúc âäü âäüng cå
laì quaí vàng. Hoaût âäüng cuía bäü âiãöu täúc nhåì vaìo sæû thay âäøi biãn daûng ban âáöu loì xo
Hçnh 6.15. Kãút cáúu cuía bäü âiãöu täúc
1 Baïnh ràng truûc khuíy 2 Quaí vàng
3 Cáön âiãöu täúc 4 Truûc cam
5 Vêt âiãöu chènh giåïi haûn täúc âäü 7 Thán maïy
8 Thanh ràng 9 Båm cao aïp
10 Loì xo 11Cáön âiãöu khiãøn bàòng tay
Nuyãn lyï âiãöu täúc :
Khi keïo cáön 11 vãö vë trê tàng täúc âäü âäüng cå thäng qua loì xo 10 keïo thanh ràng vãö vë trê cáúp nhiãn liãûu nhiãöu hån cho âäüng cå. Luïc naìy læûc loì xo vaì læûc quaí vàng taïc duûng lãn cáön âiãöu täúc cán bàòng. Khi täúc âäü âäüng cå tàng lãn thç læûc ly tám cuía quaí vàng taïc dung lãn cáön tàng âãún khi thàõng læûc loì xo âáøy thanh ràng vãö vë trê giaím nhiãn liãûu cáúp cho âäng cå. Khi täúc âäü âäüng cå giaím xuäúng thç læûc loì xo thàõng læûc ly tám cuía quaí vàng taïc duûng lãn cáön, âáøy thanh ràng vãö vë trê giaím nhiãn liãûu.
6.7.4 Caíi Taûo bäü âiãöu täúc
Kãút cáúu cuía bäü âiãöu täúc sau caíi tao :
Hçnh 6. 16. Kãút cáúu cuía bäü âiãöu täúc khi duìng Biogas.
1 Baïnh ràng truûc khyuí 2 Quaí vàng
3 Cáön âiãöu täúc 4 Truûc cam
5 Vêt âiãöu chènh giåïi haûn täúc âäü 7 Thán maïy
8 Thanh ràng 9 Båm cao aïp
10 Loì xo 11Cáön âiãöu khiãøn bàòng tay
Nguyãn lyï hoaût âäüng :
Thanh ràng seî âæåüc âiãöu chènh bàòng cå cáúu âiãöu chènh (12) âãø thæûc hiãûn khåíi âäüng âäüng cå vaì tàõt maïy.
Khi keïo cáön 11 vãö vë trê tàng täúc âäü âäüng cå thäng qua loì xo (10) keïo thanh ràng vãö vë trê cáúp nhiãn liãûu Biogas nhiãöu hån cho âäüng cå. Luïc naìy læûc loì xo vaì læûc quaí vàng taïc duûng lãn cáön âiãöu täúc cán bàòng. Khi täúc âäü âäüng cå tàng lãn thç læûc ly tám cuía quaí vàng taïc dung lãn cáön tàng âãún khi thàõng læûc loì xo âáøy thanh ràng vãö vë trê giaím nhiãn liãûu cáúp cho âäng cå. Khi täúc âäü âäüng cå giaím xuäúng thç læûc loì xo thàõng læûc ly tám cuía quaí vàng taïc duûng lãn cáön, âáøy thanh ràng vãö vë trê giaím nhiãn liãu.
6.7.4 Tênh toaïn tyí säú truyãön cuía cáön âiãöu khiãøn
Så âäö tênh toaïn:
Hçnh 6. 17. Så âäö tênh toaïn tyí säú truyãön cáön ga âiãöu khiãøn
Caïc thäng säú âo dæåüc
Haình trçnh täúi âa cuía khåïp træåüt Dy= 15mm
Tyí säú truyãön cuía caïc cå cáúu bäü âiãöu täúc
Ic =1 ; icdt=3,3
Tyí säú truyãön sau khi qua caïc cå cáúu âiãöu khiãøn
io=ic. icdt =3,3
Læûc låïn nháút âàût åí khåïp træåüt
Pk=30N
Âãø ngæåìi âiãöu khiãøn âæåüc dãù daìng khäng täún nhiãöu sæïc thç ta cáön phaíi tênh toaïn sao cho læûc taïc duûng lãn cáön âiãöu khiãøn vaì haình trçnh cuía cáön gaût khäng âæåüc quaï låïn.
Stg = i0.15 = 3.15
= 45mm
Dæûa vaìo yãu cáöu læûc âiãöu khiãøn nhoí hån 3N ta coïv tè säú truyãön cuía cå cáúu âiãöu khiãøn khi ta làõp thãm hãû thäúng nhiãn liãûu duìng Biogas âæåüc tênh nhæ sau:
icg ===3 (6.134)
Læûc taïc duûng lãn tay gaût âãø âiãöu chènh læåüng häùn håüp naûp vaìo âäüng cå âæåüc tênh nhæ sau:
Haình trçnh cuía cáön gaût âãø dëch chuyãøn con træåüt âi mäüt âoaûn 6mm laì:
Scg = icg.15 = 3.15 = 45 (mm)
Trong quaï trçnh thiãút kãú cå cáúu âiãöu khiãøn cung cáúp nhiãn liãûu ta cáön phaíi dæûa vaìo âàûc âiãøm kãút cáúu cuía âäüng cå maì choün kêch thæåïc cuía caïc chi tiãút cho phuì håüp.
TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO
Buìi Vàn Ga - Vàn Thë Bäng - Phaûm Xuán Mai - Tráön Vàn Nam - Tráön Thanh Haíi Tuìng. Ä tä vaì ä nhiãùm mäi træåìng. NXB Giaïo Duûc nàm 1999.
Buìi Vàn Ga. Quaï trçnh chaïy trong âäüng cå âäút trong. NXB Giaïo Duûc nàm 1999.
Tráön Thanh Haíi Tuìng. Kãút cáúu vaì tênh toaïn âäüng cå âäút trong (taìi liãûu læu haình näüi bäü).
Häö Táún Chuáøn - Nguyãùn Âæïc Phuï - Tráön Vàn Tãú - Nguyãùn Táút Tiãún. Kãút cáúu vaì tênh toaïn âäüng cå âäút trong - táûp 1,2,3. NXB Âaûi Hoüc vaì Trung Hoüc Chuyãn Nghiãûp.
Nguyãùn Táút Tiãún. Nguyãn lyï âäüng cå âäút trong. NXB Giaïo Duûc - 2000.
Âinh Ngoüc AÏi. Thuyí læûc vaì maïy thuyí læûc - Táûp 2. NXB ÂH & THCN.
Âäù Vàn Âaìi - Nguyãùn Troüng Khuäng - Tráön Quang Thaío - Voî Thë Ngoüc Tæåi - Tráön Xoa. Cå såí caïc quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc táûp 2.
Caïc Webside:
www.Wikimedia.com
www.Vietnamnet.com.vn
www.Autogas.com
Các file đính kèm theo tài liệu này:
thuyet minh.doc
le quang thuan.ppt
