Luận án tiến sĩ nghiên cứu sử dụng hỗn hợp nhiên liệu ulsd biodiesel trên động c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BO GIAO THONG VAN TAI TRUONG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TÁI TP. TRAN VIET DUNG NGHIÊN CUU SU DUNG HON HOP NHIEN LIEU ULSD - BIODIESEL TREN DONG CO DIESEL TAU THUY LUAN AN TIEN SI KY THUAT TP. HO CHi MINH - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. TRAN VIET DUNG NGHIEN CUU SU DUNG HON HOP NHIEN LIEU ULSD — BIODIESEL TREN DONG CO DIESEL TAU THUY LUAN AN TIEN SI KY THUAT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MÃ SỐ: 9520116 ge 2.

Lé Anh Tuan him 7 TP. HO CHi MINH - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là Trần Việt Dũng - là tác giả của Luận án Tiên sĩ: */ghiên cứu sử dụng hỗn hợp nhiên liệu ULSD — Biodiesel trén dong co diesel tau thuy”, dudi sự hướng, dẫn của tập thể hưởng dẫn khoa học: PGS. Hoàng Anh Tuấn và GS. Lê Anh Tuan.

Tôi xin cam đoan rằng: Luận án lả công trình nghiên cứu của riêng tôi, không có phẩn nội dung nảo được sao chép một cách bắt hợp pháp từ các công trình nghiên cứu của các tác giả khác. Các số liệu kết quá trong nghiên cửu nêu trong luận án lả trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào khác trước đỏ. Các thông tin, số liệu trích dẫn vả tài liệu tham khảo trong luận án đều được chỉ rõ vẻ xuất xử, nguồn gốc và đảm bảo tính trung thực. Hé Chi Minh, thing năm TAP THE GIAO VIEN HUONG DAN Nghiên cứu sinh Giáo viên HD 1: PGS.

Hoàng Anh Tuấn NY Giáo viên HD 2: GS. Lê Anh Tuấn Trần Việt Dũng Gx 2 ——— II LOI CAM ON Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Giao thông vận tải TP.Hồ Chí Minh, Viện đảo tạo sau đại học của trường; Viện Cơ khí Động lực của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã cho phép tôi thực hiện luận án tại Trường Đại học Giao thông vận tải TP, Hồ Chí Minh. Tôi xin cắm ơn Viện Đào tạo Sau đại học và Viện Cơ khí Động lực về sự hỗ trợ vả giúp đỡ trong suốt quá trình tôi làm luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.

Hoảng Anh Tuấn và GS. Lê Anh Tuấn đã hướng dẫn tôi hết sức tận tình và chu đáo về mặt chuyên môn để tôi có thể thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành biết ơn Quý Thầy, Cô bộ môn và phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội luôn giúp đỡ và dành cho tôi những điều kiện hết sức thuận lợi để hoàn thảnh luận án nảy. Tôi xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thầy Cô trong hội đồng chấm các chuyên đề, các Thầy trong Hội đồng chấm luận án đã đọc duyệt và góp các ý kiến quý báu để tôi có thể hoản chỉnh luận án nảy và định hướng nghiên cứu trong tương lai.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm on chân thành tới gia đình và bạn bẻ, những người đã động viên khuyến khích tôi trong suốt thời gian tôi tham gia nghiên cứu và thực hiện công trình này. WY Tran Việt Dũng TOM TAT Tổ chức Hàng hải quốc tế (TMO) quy định việc bắt buộc sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh rất thấp trong vận tái biên từ ngây 01/01/2020. Quy định này thường được gọi là "Ngưỡng lưu huỳnh IMO 2020", là một phần của Chương trình IMO 2020, nhằm mục đích giảm 80% lượng phát thải lưu huỳnh từ vận tải bien. Việc tuân thủ quy định mới về hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu sử dụng cho tau biển, khi hoạt động trong khu vực kiểm soát phat thai, cỏ thẻ được thực hiện bằng cách sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh 0,0015% tại mọi thời điểm hoạt động của tàu, hoặc chuyên đổi từ nhiên liệu có hảm lượng lưu huỳnh cao sang nhiên liệu có hảm lượng lưu huỳnh 0,0015% khi tâu đi vào khu vực kiểm soát phát thải.

Thách thức lớn nhất là độ nhớt thấp của nhiên liệu có thể gây ra rò rỉ trong bơm cấp nhiên liệu và bơm cao áp, dẫn đến làm giảm lượng dầu cung cấp cho đông cơ và hậu quả là ảnh hưởng đến việc thực hiện chức năng của động cơ. Do vậy, trên đội tàu có sử dụng nhiên liệu ƯLSD phải trang bị thêm hệ thông làm lạnh với giá thành cao nhằm khắc phục nhược điểm độ nhớt quá thắp của nhiên liệu này. Chính vì vậy, việc kết hợp 2 loại nhiên liệu LILSD có độ nhớt rất thắp và nhiên liệu Biodiesel (BO) có độ nhớt cao đề tạo ra một loại nhiên liệu mới vừa có độ nhớt đáp ứng yêu cầu, vừa có tính chất tái tạo, đồng thời giảm chi phí khai thác sẽ có ý nghĩa hết sức to lớn vẻ các mặt kinh tẻ, kỳ thuật và phát thải. chất lượng đồng nhất của nhiên liệu sau phối trộn phụ thuộc chú yếu vào phương pháp phối trộn.

Hiện nay, công nghệ phối trộn nhiên liệu sử dụng chủ yếu là phối trộn cơ học theo phương pháp khuấy bằng tuabin, nhưng chất lượng mới ở mức chất nhận được và thời gian phối trộn kha dài. Trong khi đó, giải pháp sử dụng sóng siêu âm đề tạo ra các xung kích từ các bong bóng của 2 pha lỏng đang được xem là giải pháp rất có tiém nang dé nâng cao chất lượng đồng nhất của hỗn hợp hòa trộn 2 pha lỏng như nhién ligu ULSD va Biodiesel. Vì vậy xuất phát tử các lý do trên, tác giá đã lựa chọn dé tai: “Nghién cứu sử dụng hỗn hợp nhiên liệu L/L.SD-Biodiesel trên động cơ diesel tàu tluiy'” theo hướng nghiên cứu sử đụng sóng siêu âm đề phối trộn 2 loại nhiên ligu ULSD va Biodiesel thành một loại nhiên liệu đồng nhất, có độ nhớt tương đồng với nhiên liệu diesel truyền thống đẻ sử dụng trên tàu thủy nhằm đáp ứng các quy định của IMO, được phép hoạt động trong vùng kiêm soát phát thải, giám chỉ phí khai thác và bảo vệ mỗi trưởng. iv Đề đạt được các mục tiêu đẻ ra, luận án đã giải quyết các vẫn đẻ theo trình tự sau: - Xây dựng và hệ thống các cơ sở lý thuyết vẻ hòa trộn đồng nhất hai pha long bằng sóng siêu âm; ~ Thiết kể và chế tạo thành công hệ thông thiết bị tạo hỗn hợp nhiên liêu đồng nhất ULSD-Biodiesel bằng sóng siêu Am đáp ứng các tiêu chuân kỹ thuật và chất lượng hiện hành của Việt Nam; - Thử nghiệm và đánh giá thành công các đặc tính động cơ, tỉnh kinh tế và đặc tinh phát thải của động cơ điesel tàu thủy khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất ULSD-Biodiesel.

Dé minh chitng cho hiréng gidi quyét da néu trén cha luận án, dựa trên các tìm hiểu vẻ nguyên lý tao hôn hợp nhũ tương nhờ hỗ trợ của sóng siêu âm với tần số siêu âm để tạo ra các vụ nỗ các vỉ hạt nhiên liệu vả bong bóng hơi, tắc giá đã tính toán và thiết kế thành công thiết bị phối trộn nhiên liệu ULSD vả Biodiesel bằng sóng siêu âm với chất lượng đồng nhất cao hơn (98,5%) vả thời gian hòa trộn (10 phút) ngắn hơn so với các phương pháp trộn cơ học. Tác giả đã sử dụng động co thứ nghiệm cho hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất LLSD- Biodiesel là động cơ D243 hiện đang được dùng nhiễu trong các tảu hoạt động ớ đưởng sông, máy phát điện tàu thủy cỡ nhỏ., đưa động cơ D343 lắp trên bãng thứ động lực học cao ETB được trang bị tại phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong -Viện Cơ khí động lực - trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Đo các chỉ tiêu kinh tổ, kỹ thuật và phát thải của động cơ D243 với Š loại nhiên liệu khác nhau (với tý lệ hòa trộn vẻ thể tích của Biodiesel với LILSID lẳn lượt là 0%, 10%, 20%, 30% va 50%) & các chế độ đặc tỉnh tải ở tốc độ 1500 vòng/phút và 2000 vòng/phút (tại các giá trị tải 10%, 25%, 50%, 75% va 100%) va dac tính ngoài của động cơ tại I009%% tải ở các tốc độ 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800 vả 2000 vỏng/phút, so sánh đối chứng với nhiên liệu ULSD. Mỗi điểm đo đối với 5 loại nhiên liệu thực hiện 3 lần và lấy kết quả trung bình.

Đánh giả ảnh hưởng của một số thông sô đầu vảo của đông cơ khi sử đụng hỗn hợp nhiên liệu ULSD-Biodiesel đến tính năng của động cơ. Dựa trên các kết quá đạt được từ thực nghiệm đối chứng trên động cơ diesel D243, tý lệ phối trộn ULSD-BO được khuyến nghị là 90-10 và 80-20, với các tỷ lệ đó. đáp ứng các yêu cầu làm việc an toàn và tín cậy của động cơ diesel được xét trong phạm vi nghiên cứu của luận án. Từ khoá: Nhiên liệu ULSD, Biodiesel (dầu dừa), thiết bị phối trộn nhiên liệu ULSD va Biodiesel bang song siêu âm.

ABSTRACT The International Maritime Organization (IMO) has mandated the use of very low sulfur fuel in shipping from January | st, 2020, This regulation, commonly known as the "IMO 2020 Sulfur Threshold”, is part of the IMO 2020 Program, which aims to reduce sulfur emissions from shipping by 80%. Compliance with the new regulation on sulfur content in marine fuel, when operating in an emission control area, can be achieved by using fuel with a sulfur content of 0. % at all times of ship operation, or switching from high sulfur fuel to 0.0015% sulfur fuel when the ship enters an emission control area. The biggest challenge is that the low viscosity of the fuel can cause leaks in the fuel supply and high pressure pumps, resulting in reduced oil supply to the engine and consequent loss of function.

of the engine. Therefore, on the fleet using ULSD fuel, it must be equipped with a high-cost refrigeration system to overcome the disadvantage of too low viscosity of this fuel. Therefore, the combination of two very low viscosity ULSD fuels and high viscosity Biodiesel (BO) fuel to create a new fuel with both required viscosity and renewable properties. generation, and at the same time reducing the cost of exploitation will have great significance in terms of economy, technology and emissions.

However, the homogeneity of the fuel after mixing depends mainly on the mixing method. Currently, fuel mixing technology uses mainly mechanical mixing by turbine stirring method, but the quality is new at the level of the received substance and the mixing time is quite long. Meanwhile, the solution of using ultrasonic waves to create shocks from the bubbles of the 2 liquid phases is being considered as a very potential solution to improve the homogeneity of the 2 liquid phase mixture. as ULSD fuel and Biodiesel.

Therefore, from the above reasons, the author has chosen the topic: Research on using ULSD-Biodiesel fuel mixture on marine diesel engines in the direction of using ultrasonic waves to mix 2 types of fuel.