Thạc Sĩ Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị tạo nhũ tương nước – nhiên liệu nặng dùng cho động cơ diesel

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị tạo nhũ tương nước –nhiên liệu nặng dùng cho động cơ diesel

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.
Danh mục các c hữ viết tắt. Trang
Chương 1: SỬ DỤNG NHŨ T Ư ƠNG NƯ ỚC –NHIÊN LIỆU NẶNG
CHO ĐỘNG CƠ DIESL LÀ YÊU C ẦU CẤP THIẾT
1.1. Sử dụng nhiên liệu nặngcho độ ng cơ diesel là một trong những gi ải
pháp khắc phục sự khan hiếm dầu mỏ hi ện tại.
1.2. Gi ải pháp khắc phục khó khănkhi dùng nhiên liệu nặng c hạy động
cơ diesel .
1.3. Quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơdiesel khi sử dụng nhũ
tương nư ớc - nhiên liệu nặng.
1.3.1. Nhũ tương.
1.3.2. Hiệu ứng vi nổ.
1.3.3. Thành tựu ứng dụng nhũ tương nước –nhiê n liệu nặng trên tàu.
1.4. Tình hình ng hiên cứu và sử dụng nhũ tương nước - nhiên li ệu nặng
trên động cơ diesel ở Việt Nam .
Chương 2: CHỌN VÀ THIẾT KẾ THIẾT B Ị TẠO NHŨ T Ư ƠNG
NƯỚC - NHIÊN LIỆU NẶNG
2.1. Các tính chất cơ bản của nhũ t ương.
2.2. Các phương pháp và thi ết bị tạo nhũ tương.
2.2.1. Phân lo ại thiết bị tạo nhũ tương.
2.2.2. Cấu tạo, ho ạt động,ưu nhược điểm c ủa từng loại máy.
2.3. Chọn phương án thi ết kế thiết bị.
2.3.1. Cơ sở thiết kế.
2.3.2. Chọn sơ đồ thiết kế.
2.4. Tính toán, thi ết kế thiết bị tạo xâm thực.
2.4.1 Khái niệm.
2.4.2. Chọn sơ đồthiết kế thiết bị tạo xâm thực.
2.4.3. Tính to án cơ cấu truyề n động.
2.5. Tính toán, thi ết kế thiết bị khuấy trộn.
2.5.1. Khái niệm.
2.5.2. Chọn sơ đồthiết kế thiết bị khuấy trộn.
2.5.3. Tính to án cơ cấu truyề n động.
Chương 3: KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ
3.1. Bản vẽ tổng thành thi ết bị .
3.2. Cácthông số kinh tế -kỹ thuật của thiết bị.
3.3. Ki ểm tra sản phẩm của nhũ t ương.
3.3.1Kiểm trađường kính và độ phân tán c ủapha phân tán bằng kính hiể n vi.
3.3.2. Kiểm tra độ ổn định nhũ tương.
3.3.3. Kiểm tra nhũ tương bằng c ách sử dụng trực tiếp trên động cơ diesel.
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
4.1. K ết luận.
4.2. Đề xuất ý kiến.
-Tài liệu tham khảo.

LỜI NÓI ĐẦU
Thế giới đang đứng trước khủng ho ảngv ềnguồn năng lượng dầu mỏ, điều đó
đã được minh c hứngtrong mấy năm qua gi ádầu thếgiới tiếp tụct ăngvàsẽcòn tiếp
tục tăng nữatrong th ời gian đến. T rong tương lai nguồn năng l ượngkhông thểtái
tạo nàysẽ dần c ạn kiệt. Trước nguy cơ đórất nhiều nhàkho a học đãnghiên cứu,
tìm kiếm nguồn năng l ượng khácnhằm thay thếnguồ n năng lượ ng này, nhưng đến
nayc hưa giải quyết được một các h triệt để.
Một trong nh ững giải pháp hiện nay làsửdụng một các h triệt đểnguồn năng
lượng hiện có, đólànghiên cứu đưa nhiện liệu nặng vào sửdụng trên các động cơ
dieselv àcác nồi hơi – tuabin. Bởi v ìnhiên liệu nặng chiếm một sản lượ ng rất lớn
trong tổng s ản lượ ng dầu khaithác vàcógi áthành thấp so với nhiê n liệu diesel.
Nhiên liệu nặng có độnhớt, h àm lượ ng tạp c hất cao h ơn nhiề u so v ới dầu
diesel vàcótính bay hơi kém, l àm ảnh hưở ng đến chất lượ ng quátrình ho àtrộn,
cháy và độ độc khíxả .l ànhững hạn chếc ần phải kh ắc phục đểtạo ra nhiên liệu
cótính l ýhoáthích hợ p cho việc sửdụng trên c ác động cơ.
Một trong nh ững biện pháp cải thiện c ác hạn chếnói trên l àsửdụngnhũ
tương nước –nhiên liệu nặng. Khi sửdụng nhũtươ ng sẽcải thiện chất lượ ng quá
trình hoàtrộn, c háy vàgi ảm được đáng kểhàm lượ ng độc tốtrong kh íxả động cơ,
giảm suất tiêu hao nhiê n liệu vàtăng tính kinh tếcho động cơ.
Việc sửdụng nhũtươ ngkhô ng cần phải thay đổi kết cấu động cơdiesel và
khô ng đòi hỏi chi ph í đầu t ưlớn cho việc cải ho án hệthố ng chuẩn bịnhiên liệuvà
mục đích của đề tài nàyc ũngnhằm khẳng định lợi ích của việc sử dụng nhũ t ương
đến các thông số kinh tế, kỹ thuật của động cơ và những lợi ích thiết thực cho
người sử dụng, giảm được các tác hại xấu đến môi trường trong khi chưa thể đưa ra
được nguồ n năng lượng sạch và rẻ vào sử dụng đại trà.
5
Việc nghiên cứu đểtạo ra nhũtươ ng, sửdụng cho động cơdiesel làviệc l àm
cần thiết v àmang ýnghĩa thực tiễn.
Xuất ph át từ ýnghĩa thực tiễn trên, tôi được giao đề tài ”Nghiên cứu thiết kế
và chế tạo thiết bị tạo nhũ tương nước –nhiên li ệu nặng dùng cho động cơ
diesel ”.
Sau 06 tháng thực hiện, nay luận vănđã ho ànthành. Lu ận văn này trình bày
kết quả nghiên c ứu, những tồn tại và hướng phát triển.
Nội dung lu ận văn gồm:
1/ Sử dụng nhũtương nước- nhiên liệu nặngcho động cơ diesel là yêu
cầu c ấp thiết.
2/Chọn và thi ết kế thiết bị tạo nhũ tương.
3/ K ết quả hoạt động c ủa thiết bị .
4/ K ết luận và đề xuất ý kiến.
Đểhoàn thành đềtàinày,tôi được sựgiúp đỡtạo điều kiện củaBan gi ám
hiệu, các P hòng, K hoa đơ n vịc ủaTr ườ ng Đại học Nha Trang, thầy côgi áo trực tiếp
giảng dạy lớ pc ao học kỹthu ật tàu thủy khoá 2005.
Nhân dịp này tôi xin b ày tỏlòng biết ơ n c hân thành đếnPGS –TS Dương
Đình Đối, đãt ận tìnhhướ ng dẫntrong su ốt thời gian thực hiệ n đề tài.
Xin c hân thành c ảm ơn đến PGS- TS -Nguyễn Văn Nhận -Trưởng khoa Cơ
khíTr ườ ng Đại học Nha Trang đã giúp định hướng đề tài; PGS- TS Nguyễn Thạch
đã cung cấp những kiến thức vàt ài liệu quýbáu liên quan trực tiếp đến đềtài và
Th.S Đặng Thúy Bình –Phòng Công nghệsinh học đãgiúp tôi trong qu átrình kiểm
tra ch ất lượ ng sản phẩm nhũ tương.

Chương 1
SỬ DỤNG NHŨ TƯƠNG NƯỚC –NHIÊN LIỆU NẶNG
CHO ĐỘNG CƠ DIESEL LÀ YÊU CẦU CẤP THIẾT
1.1 SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU NẶNGCHO ĐỘNG CƠ DIESELLÀ MỘT TRONG
CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC SỰ KHAN HIẾMDẦU MỎ HIỆN TẠI.
Tro ng nhiều thập kỷ qua, dầu đã từng l à nguồ n năng lượng sơ cấp c hủ yếu
của thếgiới và dự báo nó sẽ còn tiếp tục giữ vị trí này, chiếm 40% tổng tiêu thụ của
thế giới trong suốt thời kỳ từ năm 1999 tới 2020. Trong thời kỳ này, dự báo tiêu thụ
dầu c ủa thế giới sẽ tăngtừ 75 triệu thùng/ngày (1999) lên 119 tri ệu thùng/ngày
(2020). Sự tăng tiêu thụ dầu ở c ác nước công nghiệp hoá chủ yếu sẽ xảy ra trong
lĩnh vực giao thông vận tải, n ơi hiện tại chưa có nguồn năng l ượng thay thế nào có
thể cạnh tranh được với dầu.
Trước những dự báo trên và nguy cơ cạn kiệt nguồn năng lượng này. Con
người đ ã nghĩ đến các nguồ n năng lượng tái tạo ( năng lượng mặt trời, năng l ượng
hải nhiệt, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió .). Mặc dù cho đến nay, sự phát
triển các nguồn năng lượng tái tạo chưa cho phép giải quyết một cách nhanh chóng
và triệt để vấnđề đặt ra do những r ào cản về công nghệ và kinh tế.
Như vậy chúng ta l àm thế nào đểsử dụng nguồn năng lượng hiện có một
cách hiệu quả nhất. Một trong những vấn đề cần được quan tâm là đưa nhiên liệu
nặng(FO)vào s ử dụng trên c ác động cơ diesel,là do (FO) chiếm khoảng (30 –
40)% tổng sản lượng dầu khai thácchưa được sửdụng hếtvà giá thành thấpkho ảng
(30 –35)%so v ới nhiê n liệu diesel(DO)đang sử dụng.
1.2. GIẢI PHÁ P KHẮ C PHỤC KHÓKHĂ N KHI DÙNG NHIÊN LIỆU NẶ NG
CHẠY ĐỘNG CƠDIESEL.
Nhiên liệu nặng có độ nhớt, hàm lượng tạp chất, n ướccao hơn nhiều so với
nhiê n liệudiesel và có tính bay hơi kém, làm ảnh hưởng đến chất lượng quá trình
hoàtrộn, quátrình cháy c ủa động cơ và độ độc của khí xả .l ànhững hạn chế cần
7
phảikhắc phục để FO đ áp ứng đượcnhững yêu c ầu đối vớinhiên liệu sử dùng cho
động cơ diesel.
Các đ ặc tính kỹ thuật của DO vàFO[1 ] .
Bảng 1-1. Các chi tiêu kỹ thuật của DO.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễ n Bin (2004), Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất v à thực
phẩm, T ập 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
2. Nguyễn Hữu Chí, Nguyễn Hữu Dy, P hùng Văn Khương(1998), Bài tậpcơ học
chất lỏng ứng dụng, T ập 1, NXB Giáo dục, Tp HCM.
3. Nguyễn Văn Lụa (2002), Quá trình và thiết bị công nghệ hoá học và thực phẩm,
tập 1, Các quá trình và thiết bị cơ học khuấy và lắng lọc, NXB Đ ại học Quốc
gia, Tp HCM.
4. Lê Viết Lượng (2004), Nguyên Lý động cơ diesel, NXB Khoa h ọc và Kỹ thuật
5. Phạm Văn Lang (2006), Cơ sở lý thuyết mô hình, đồng dạng, phép phân tích
th ứ nguyên, tài liệu cao học.
6. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễ n Văn Lẫm (2002), Thiết kế c hi tiết máy. NXB Giáo
Dục, Tp HCM
7. Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận, Nguyễn Thạc Tân, Đinh Ngọc Ái,
Đặng Huy Chi (1996), Thủy lực và máy thủy lực,NXB Giáo dục, Tp HCM.
8. Mai Hữu Khiêm (2004), Hoá keo,NXB Đại học Quốc gia, Tp HCM.
9. Nguyễn Văn Nhận (2004), Nâng cao tính năng động cơ đốt trong, tài liệu dành
cho học viê n cao học ngành K ỹ thuật tàu thủy.
10. Đặng Khánh Ngọc (2006),”Quá trình cháy và sự thay đổi các thông số kinh tế
kỹ thuật của động cơ diesel khi sử dụng chất nhũ tương dầu nước ”, Tạp chí
Kho a học công nghệ Hàng hải, (số 5 tháng 3/2006), 88-91.
11. National Engineers J.,(1986),Arre vie w of water emulsified fuel investigations
for ship bo ard applications .
12. Oil water emulsions as fuel // Motor ship, 1980
13. A.IA.XOKOLOV, Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm,Tập 2, NXB Khoa
học và Kỹ thuật.
91
14. PTS.B.A.KARPOVICH (1989), “Ứng dụng nhũ tương nước –nhiên liệu cho
động cơ diesel và nồi hơi trên tàu của hạm đội công nghiệp nghề cá”, Tạp chí
Thô ng tin tổng quan bộ nghề c á Liên Xô, ( số 4 năm1989).
15. Лебедев о. н.,Сомов В. А.-Сис ин В. Д.(1988), Водотопливние змульс ии в
судових дизе лях- Судостроение .
16. Гживац С.- ХуляницкиииС.(1980), Возможности приме не ния то пливно-водяне и змульс ии ддя с жигания в судових дизе лях-Клаиипедское
отцеле ние. –Клаиипеда.
17. Голещихин ю.-Егоров Г.(1988), Опит надо развивать // Речно и
транс по рт
18. Колес ник А./Шабалин А.(1988), Зксцлуатация яви- гателе и на
ВТЕ//Речно й транс по рт .
19. Оцредедение требовании к качеству водотцлвннх змульс ий
иустро йствам для их приготовле ни/Ь.В.Завгороднтй // Рыбн ое хоз-во(1988) Сер. Техническая зкс плуатация флота :Зкс цресс-информация
/цкиитзирх.
20. Показате ли рабочего гро цесса судового маяооборотного дизеляпри
работе на водото цливно й змульс ии / н.и.худов, д.н.же лудков, морс-ко й
транс по рт// зкс цресс-инфо рмация / В.О (1984)
21. Результаты зксплуатацио нных ис пытантаний главных дизе ле и 6дкрн
74/160-3 ТР “Пролив Надежды” на водото пливно й змульс ии: Отчет/
Клайпедское отделе нте гипро рыбфлота –руководите ль В.И.Сердинов-Клаийеда.(1988)
22. Воржев ю. И. Гимбутис К.К.(1985), Подготовка неста-билизированных
водотопливных змульс ий то пливных с имтемах дизе-ле й // Р ыо н. Хоз-во.
92
23. Данилов И. Н., Данилов Р. А.(1977), Свойства водо-змульс ио нных
то плив // Химия и техно лотия то плив и масел
24. Колес ник А. Е. идр. (1987), Анализ те хниьеското состо-яния детале й
дизеле й после зкс плуатации на водото пливно й змульс ии // Речно й
транс по рт
25. Ис пользование водото пливных змульс ий в дизелях / Д.Н.Желуд-ков //
Морско й транс порт. Сер.(1980),Те хническая зкс плуатация фло та :
зкспресс-информация /цьнти ммф ССР /.