Thạc Sĩ Nghiên cứu khả năng sử dụng nhiên liệu Sinh học jatropha trên động cơ diesel

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu khả năng sử dụng nhiên liệu Sinh học jatropha trên động cơ diesel
Mô tả bị lỗi font vài chữ, tài liệu thì bình thường

MỤC LỤC
MỞ ðẦU 1
1. Tính cấp thiết của ñề tài 1
2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài .3
2.1. Mục ñích. 3
2.2. Yêu cầu của ñề tài .3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ñề tài 3
3.1. Ý nghĩa khoa học 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn .4
4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
4.1. ðối tượng nghiên cứu. 4
4.2. Phạm vi nghiên cứu 4
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG DẦU JATROPHA LÀM NHIÊN
LIỆU CHO ðỘNG CƠ DIESEL .5
1.1. Quá trình phát triển và sử dụng ñộng cơ Dieseltrên thế giới và Việt Nam .5
1.2. Khái quát về nhiên liệu sử dụng cho ñộng cơ ñốt trong 6
1.3. Tình hình nghiên cứu nhiên liệu thay thế trên thế giới. 18
1.4. Tình hình nghiên cứu nhiên liệu thay thế tại Việt Nam 20
1.5. Tình hình nghiên cứu nhiên liệu Jatropha cho ñộng cơ ñốt trong .21
CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 24
2.1. Phân tích tính chất nhiên liệu 24
2.1.1. Tính chất nhiên liệu diesel (Do) 24
2.1.2. Tính chất dầu Biodisel. 35
2.1.3 Tính chất nhiên liệu Jatropha 39
2.2. Hỗn hợp nhiên liệu 44
2.2.1. Yêu cầu 44
2.2.2. Phương pháp pha chế dầu Jatropha + Diesel .44
2.3. ðộng cơ sử dụng nhiên liệu thay thế 45
2.4. ðặc ñiểm kết cấu ñộng cơ DongFeng- S1100N 47
CHƯƠNG III THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ðỊNH ðẶC
TÍNH ðỘNG CƠ .50
3.1. Mục ñích thí nghiệm 50
3.2. Thiết bị khảo nghiệm ñộng cơ .50
3.4. Xây dựng module thí nghiệm-chuỗi ño trên máy tính 55
3.5. Phương án và trình tự thí nghiệm 57
3.6. Kết quả thí nghiệm .60
3.7. Phân tích kết quả 66
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 67
Kết luận .67

MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của ñề tài
Trong ñiều kiện nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, giá nhiên liệu
liên tục tăng như hiện nay thì việc hợp tác nghiên cứu tìm ra nguồn năng lượng
mới, năng lượng tái tạo thay thế năng lượng truyền thống là một giải pháp cấp
thiết. Năng lượng sinh học nói chung là một loại năng lượng tái tạo, ñược coi là
một trong những nhiên liệu thân thiện với môi trường. Do ñó việc nghiên cứu
phát triển nguồn năng lượng sinh học có ý nghĩa hếtsức to lớn ñối với vấn ñề an
ninh năng lượng thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.
Nắm bắt xu hướng chung của thế giới và thực hiện sựchỉ ñạo của Chính
phủ, Việt Nam ñã tích cực triển khai nhiệm vụ tổ chức nghiên cứu, sản xuất và
thử nghiệm nhiên liệu sinh học ethanol,vv .Tình hình giá dầu bất ổn ñã buộc
nhiều quốc gia có những ñối sách mang tính ñột phá trong việc tìm kiếm nguồn
nhiên liệu thay thế xăng dầu truyền thống.
Nguồn nhiên liệu sinh học ñược xem là một lĩnh vực mới mẻ. Theo các
chuyên gia năng lượng, nguồn nhiên liệu mới - còn có tên là “vàng xanh” - có
thể chiết xuất từ bất cứ cây cỏ gì mọc trên hành tinh chúng ta. Tại 30 quốc gia
ñang trồng hàng loạt những loại cây nông nghiệp ngắn ngày có thể chế ra nhiên
liệu hoàn toàn thay thế ñược nguồn xăng, dầu từ dầuthô.
Theo ñánh giá của các chuyên gia năng lượng, ñây là nguồn nhiên liệu
phong phú và vô tận, mà loài người không còn bị ám ảnh bởi khủng hoảng nhiên
liệu.Theo chương trình năng lượng của Chính phủ từ năm 2010, Việt Nam bắt
buộc phải sử dụng một phần nhiên liệu xăng ethanol E5 và dầu Diezel sinh học
B5. Chính phủ ñã ký quyết ñịnh phê duyệt “ðề án phát triển nhiên liệu sinh học
ñến năm 2015, tầm nhìn ñến năm 2025”. Tính cấp thiết là vậy, bởi loại nhiên liệu
này có nhiều ưu ñiểm nổi bật so với các loại nhiên liệu truyền thống (dầu khí,
than ñá,vv ): 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 ñộng sản
xuất nông nghiệp và có thể tái sinh. Chúng giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn tài
nguyên nhiên liệu không tái sinh truyền thống.
Trong tương lai, khi nguồn nhiên liệu truyền thống cạn kiệt, nhiên liệu
sinh học có khả năng là ứng cử viên thay thế. Thế giới càng phát triển thì nhu
cầu sử dụng năng lượng càng lớn, trong khi ñó nhữngnguồn tài nguyên thiên
nhiên lại không phải vô tận. Theo ước tính của Cơ quan Năng lượng Quốc tế,
nguồn than ñá sẽ chỉ ñủ dùng trong 200 năm nữa, khủng hoảng về cạn kiệt dầu lửa
sẽ bắt ñầu trong vòng 5 năm tới, năng lượng mặt trời cũng không phải là vô tận.
Vì thế, tìm kiếm những nguồn nhiên liệu dồi dào hơn, bền vững hơn vừa
là nhiệm vụ và cũng là cơ hội ñể làm chủ ñược nhữngnguồn năng lượng mới.
Ngoài ra, với các nước phát triển trên thế giới, việc sử dụng nhiên liệu sinh học
ñể hạn chế tác ñộng của khí thải ñã ñược triển khaitừ lâu ở nhiều quốc gia.
Riêng ñối với nước ta, hiện nay tình trạng ô nhiễm môi trường do khói,
bụi của ñộng cơ, nhất là ở các ñô thị ñang ngày càng gia tăng, nên việc ñưa
xăng dầu sinh học vào lưu thông ñược xem là một giải pháp cấp bách ñể hạn
chế nạn ô nhiễm.
Vậy nên bắt ñầu từ việc phát triển vùng nguyên liệuvà nghiên cứu công
nghệ cho một ngành kinh tế nhiên liệu rất có triển vọng và bền vững. Theo chỉ
ñạo của Chính phủ về chương trình nhiên liệu sinh học, mục tiêu phát triển nhiên
liệu sinh học, một dạng năng lượng mới, tái tạo ñược ñể thay thế một phần nhiên
liệu hóa thạch truyền thống, góp phần bảo ñảm an ninh năng lượng và bảo vệ
môi trường là một ñịnh hướng mang tính chiến lược, và chúng ta hoàn toàn có cơ
sở ñể hy vọng mục tiêu trên sẽ trở thành sự thật trong tương lai không xa.
Và cần phải ñịnh hướng các nhiệm vụ chủ yếu, nghiêncứu khoa học và
phát triển công nghệ, triển khai sản xuất thử sản phẩm phục vụ phát triển nhiên
liệu sinh học, hình thành và phát triển ngành công nghiệp sản xuất nhiên liệu
sinh học, xây dựng tiềm lực phục vụ phát triển nhiên liệu sinh học, hợp tác quốc tế.
Các giải pháp chính là: ñẩy mạnh việc triển khai ứng dụng các kết quả
nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất, khuyến khích thực hiện chuyển giao công
nghệ và tạo lập môi trường ñầu tư phát triển sản xuất nhiên liệu sinh học, tăng
cường ñầu tư và ña dạng hoá các nguồn vốn, tăng cường xây dựng cơ sở vật chất
kỹ thuật và ñào tạo nguồn nhân lực phục vụ nhu cầu phát triển nhiên liệu sinh
học, hoàn thiện hệ thống cơ chế chính sách, văn bảnquy phạm pháp luật ñể phát
triển nhiên liệu sinh học, mở rộng và tăng cường hợp tác quốc tế ñể học hỏi kinh
nghiệm về phát triển nhiên liệu sinh học, nâng cao nhận thức cộng ñồng về phát
triển nhiên liệu sinh học.
2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài.
2.1. Mục ñích.
Mục ñích của ñề tài là nghiên cứu khả năng sử dụng nhiên liệu Jatropha
trên ñộng cơ Diesel, xây dựng ñường ñặc tính của ñộng cơ với các hỗn hợp
nhiên liệu pha trộn giữa dầu Jatropha và dầu dieseltheo các mức tỷ lệ khác nhau.
2.2. Yêu cầu của ñề tài.
Khảo nghiệm ñộng cơ với hỗn hợp nhiên liệu, từ ñường ñặc tính ngoài so
sánh ñánh giá hoạt ñộng của ñộng cơ từ ñó có các nhận ñịnh sơ bộ về khả năng
ứng dụng của nhiên liệu Jatropha trên ñộng cơ Diesel.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ñề tài.
3.1. Ý nghĩa khoa học.
Nghiên cứu khả năng sử dụng nhiên liệu Jatropha trên ñộng cơ Diesel cỡ
nhỏ, góp phần phát triển nguồn năng lượng sinh học trong tuơng lai.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn.
ðánh giá hiệu quả việc sử dụng nhiên liệu Jatrophatrên ñộng cơ và khả
năng thay thế nhiên liệu Diesel truyền thống cho một số loại ñộng cơ Diesel phổ
biến tại Việt Nam.
4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu.
4.1. ðối tượng nghiên cứu.
Dầu ñược ép từ hạt cây Jatropha nguyên chất có màu vàng, khảo nghiệm
trên ñộng cơ Diesel cỡ nhỏ 15 mã lực DongFeng- S1100N, hỗn hợp nhiên liệu
pha trộn giữa dầu Jatropha và dầu Diesel theo các mức; 20% dầu Jatropha + 80%
dầu Diesel; 40% dầu Jatropha + 60% dầu Diesel; 60% dầu Jatropha + 40% dầu
Diesel; 80% dầu Jatropha + 20% dầu Diesel; 100% dầuJatropha.
4.2. Phạm vi nghiên cứu.
4.2.1. Nghiên cứu lý thuyết.
Sử dụng các cơ sở nghiên cứu lý thuyết về thành phần tính chất nhiên liệu,
lý thuyết ñộng lực học máy, chế ñộ làm việc và ñặc tính của ñộng cơ. Các cơ sở lý
thuyết tính toán lựa chọn các thông số xây dựng ñường ñặc tính ñộng cơ, nghiên
cứu và sử dụng chương trình phần mềm hiện ñại và ñanăng Dayslab 7.0
4.2.2. Nghiên cứu thực nghiệm.
ðể ñánh giá ñược khả năng sử dụng nhiên liệu Jatropha trên ñộng cơ
Diesel, xây dựng ñường ñặc tính ñộng cơ khi sử dụngcác mẫu nhiên liệu ñược
pha trộn phải tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xác ñịnh các thông số làm việc
của ñộng cơ như mô men xoắn trên trục, tốc ñộ quay,khả năng chịu tải. Chúng
tôi sử dụng phương pháp khảo nghiệm trực tiếp ñộng cơ trên sa bàn thử nghiệm
ñộng cơ với sự trợ giúp của máy tính số và phần mềmña năng Dasylab 7.0

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG DẦU JATROPHA LÀM
NHIÊN LIỆU CHO ðỘNG CƠ DIESEL
1.1. Quá trình phát triển và sử dụng ñộng cơ Dieseltrên thế giới và Việt Nam.
ðộng cơ Diesel là một loại ñộng cơ ñốt trong. Sự cháy của nhiên liệu, tức
dầu Diesel xảy ra trong buồng ñốt khi piston ñi tớigần ñiểm chết trên trong kỳ
nén, là sự tự cháy dưới tác ñộng của nhiệt ñộ và ápsuất cao của không khí nén.
ðộng cơ Diesel do một kỹ sư người ðức, ông Rudolf Diesel, phát minh ra vào
năm 1892. Chu trình làm việc của ñộng cơ cũng ñược gọi là chu trình Diesel.
Do những ưu việt của nó so với ñộng cơ xăng, như hiệu suất ñộng cơ cao
hơn, nhiên liệu Diesel rẻ tiền hơn xăng, nên ñộng cơ Diesel ñược sử dụng rộng
rãi trong nhiều ngành nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải vv
Trong ñời sống hiện nay việc sử dụng ñộng cơ Dieselcông suất nhỏ có vai
trò quan trọng và góp phần nâng cao tỷ trọng trong nền kinh tế quốc dân, ñặc
biệt trong các lĩnh vực của ñời sống như giao thôngvận tải, sản xuất, chế biến
trong lĩnh vực nông lâm nghiệp ðể ñộng cơ Dieselcông suất nhỏ hoạt ñộng có
hiệu quả hơn bên cạnh việc chế tạo cải tiến về kết cấu ñộng cơ nhằm nâng cao
công suất, chỉ tiêu kinh tế, cần có các nghiên cứu khác như việc nghiên cứu sản
xuất nhiên liệu mới nhằm thay thế nhiên liệu hoá thạch ñể bổ sung nguồn năng
lượng cho tương lai.
Tại Việt Nam hiện nay, ñộng cơ Diesel thế hệ mới cũng ñã bắt ñầu ñược
sử dụng trong một số loại xe sản xuất trong nước như Mercedes Sprinter (CDi),
hay xe nhập khẩu như Hyundai Santa Fe (CRDi). Sau khi phân tích mẫu dầu
diesel lưu thông tại Việt Nam, các nhà sản xuất chorằng nó hoàn toàn ñáp ứng
ñược yêu cầu của ñộng cơ Diesel thế hệ mới và tiến hành phổ biến tại Việt Nam.
Hiện nay xe ñộng cơ Diesel chiếm 21.75% thị trường ô tô mới tại Việt Nam
(khoảng gần 40.000 chiếc), tăng ñáng kể so với năm 2001, khi tỷ lệ này là dưới

TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1- Bàn cách ñẩy mạnh trồng cây Jatropha lấy nhiên liệu 'xanh'
Cập nhật lúc 14:37, Thứ Năm, 23/10/2008 (GMT+7) “Báo VN.Net”
2- Jatropha và triển vọng phát triển nhiên liệu sinh học (09/11/2007)
“Báo VN.Net
3- Trồng cây Jatropha không phải dễ ăn
Cập nhật lúc 13:53, Thứ Ba, 23/12/2008 (GMT+7) “BáoVN.Net”
4- Giải pháp nào cho ô nhiễm môi trường không khí
Cập nhật lúc: 16 Tháng Chín 2010 2:18:31 CH “Báo VN.Net”
5- Bài viết: Kỷ niệm Ngày Môi trường thế giới
Ô nhiễm môi trường không khí giải pháp phòng chống.
Th.s Nguyễn Hồng Thái
6- Diệu Thùy.
“ Hàng trăm triệu USD ñổ vào dầu thực vật” Việt NamNet. /2008.
7- Bùi Hải Thế Sơn, Trần Thế Sơn.
‘ Kỹ thuật nhiệt”. NXB Khoa học và kỹ thuật, 2002.
8- Sản xuất và thị trường
Trang tin của Trung tâm Tin học- Bộ Nông nghiệp và PTNT
11/2-24/2/2005 Nông nghiệp- Nông thôn Việt Nam.
9- Thời báo kinh tế. Trang tin ñiện tử- Bộ tài chính. Pha cồn vào xăng tiết kiệm
hang trăm triệu USD,22/12/2004.
10- Nguyễ Huy ðạt (1980) , Máy kéo boobf sen, Nxb Công nhân kỹ thuật.
Nguyễn Hữu Cẩn (1996), Lý thuyết ô tô - máy kéo, Nxb Khoa học Kỹ
thuật, Hà Nội.
11- ðặng Tiến Hòa (2000), Ngiên cứu một số vấn ñề ñộng lực học của LHM cỡ
nhỏ làm việc trong ñiều kiện Việt Nam, Luận án Tiếnsĩ kỹ thuật.
12- ðặng Tiến Hòa, Bùi Hải Triều.
Sử dụng năng lượng tái tạo. Giáo trình giảng dạy ðại học 2008
13- Nguyễn Hữu Cẩn ( 1996), Lý thuyết ô tô-máy kéo,Nxb Khoa học Kỹ thuật,
Hà Nội.
14- Nguyễn Hữu Cẩn, Phan ðình Kiên (1980, Thiết kế và tính toán ô tô- máy
kéo (tập 2), Nxb ðại học và Trung học cuyên nghiệp.
15- Nguyễ ðiền (1998) “Trang bị máy móc và cơ giới hóa nông nghiệp các cơ sở
sản xuất của hộ nông dân Việt Nam hiện nay”, Cơ – ðiện khí hóa nông
nghiệp với vấn ñề công nghiệp hóa.
TIẾNG ANH.
1- Ability to use Jatropha oil for diesel engines in Viet Nam
Dang Tien Hoa, Bui Hai Trieu.
Proceedings of the workshop on traffic and Environment.
August 9-10
th
-2010. Ha Noi Viet Nam.
2- Pioch.D
“Biofue from catalytic cracking of tropical vegetable oil” Oleagineux 2009,
Vol 48, N
0
10.
3- Jon Van Gerpen
“Business Managemen for Biodiesel Producers”
Iowa State University Ames, Iowa Augus 2006-January2008.
4-“Biodiesel handling and Use Guidelines”.
U.S. Department of Energy
www.biodiesel.org
5- Knoth, G,Dunn, RO and Bagby, MO
“ The use of vegetable oils and their derivatives as alternative diesel fuel”.
ACS Symposium Series, 199,666,pp 172-208.