NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIÊN LIỆU DIESEL SINH HỌC B10, B20 ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ, NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL
Kỹ thuật cơ khí động lực (Mã số: 62.52.01.16)
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học B10, B20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel" được thực hiện nhằm giải quyết nhu cầu cấp bách về an ninh năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường thông qua việc nghiên cứu nhiên liệu thay thế. Biodiesel B10 và B20, pha trộn từ biodiesel gốc sản xuất từ bã thải tinh lọc dầu cọ thô, được xác định là những lựa chọn tiềm năng cho động cơ diesel truyền thống do những khác biệt về tính chất hóa-lý và đặc tính cháy so với diesel dầu mỏ, ảnh hưởng trực tiếp đến quy luật cung cấp nhiên liệu (QLCCNL) và các chỉ tiêu vận hành của động cơ.
Mục tiêu chính của luận án là xây dựng mô hình mô phỏng (MHMP) đáng tin cậy để đánh giá tác động của hỗn hợp biodiesel B10, B20 lên QLCCNL, diễn biến các quá trình nhiệt động trong xi lanh, các thông số công tác và các chỉ tiêu kinh tế (suất tiêu hao nhiên liệu, ge), năng lượng (mô men xoắn, Me) và môi trường (mức phát thải NOx, độ khói khí thải, k) của động cơ diesel B2 (công suất định mức 382 kW). Phương pháp nghiên cứu kết hợp chặt chẽ lý thuyết và thực nghiệm, sử dụng các phần mềm mô phỏng chuyên dụng Inject32 và Diesel-RK.
Về mặt khoa học, luận án đã đánh giá được ảnh hưởng của B10, B20 thông qua việc xây dựng và tích hợp MHMP cho hệ thống phun nhiên liệu (HTPNL) và chu trình công tác (CTCT) của động cơ, cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn loại biodiesel gốc và tỷ lệ pha trộn tối ưu. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu góp phần xây dựng tiêu chuẩn nhiên liệu B10, B20, hỗ trợ hoạch định chính sách sử dụng nhiên liệu sinh học và cung cấp dữ liệu cụ thể cho việc cân nhắc sử dụng biodiesel làm nhiên liệu thay thế cho các động cơ diesel hiện có tại Việt Nam.
Các kết quả chính cho thấy, thuộc tính của B10 và B20 đều thỏa mãn các tiêu chuẩn hiện hành, đủ điều kiện làm nhiên liệu thay thế. Khi sử dụng B10 và B20, mô men xoắn của động cơ giảm (tối đa 8,7% với B20), suất tiêu hao nhiên liệu tăng (tối đa 10,8% với B20), mức phát thải NOx tăng đáng kể (tối đa 71,7% với B20) nhưng độ khói khí thải giảm rõ rệt (tối đa 31,4% với B20). Mức độ ảnh hưởng của B10, B20 đến các chỉ tiêu không tỷ lệ thuận với tỷ lệ pha trộn. Các mô hình mô phỏng được xây dựng có độ tin cậy và chính xác cao, với sai số giữa tính toán và thực nghiệm chấp nhận được (<10%). MHMP đã xây dựng có thể được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của các loại nhiên liệu diesel, biodiesel khác, góp phần giảm chi phí và thời gian thực nghiệm trong nghiên cứu và phát triển động cơ.