Thiết kế và chế tạo thiết bị hòa trộn dầu cọ và dầu do

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

1. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Mục đích nghiên cứu

1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

4. CÁC NỘI DUNG CHÍNH TRONG ĐỀ TÀI

4.1. Đặc điểm công tác của động cơ diesel thủy và những yêu cầu đối với nhiên liệu dùng trên tàu

4.2. Nhiên liệu sinh học và xu thế ứng dụng trên tàu thủy

4.2.1. Khái niệm chung về nhiên liệu sinh học

4.2.2. Diesel sinh học

4.2.3. Dầu thực vật nguyên gốc

4.2.4. Tổng quan về nghiên cứu sử dụng nhiên liệu sinh học cho tàu thủy

4.2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

4.2.4.2. Các nghiên cứu tại Việt Nam

4.2.4.3. Nhận xét, đánh giá

4.3. Cơ sở nghiên cứu của luận án

4.4. Kết luận chương

5. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HÒA TRỘN VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIÊN LIỆU TỚI QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ

5.1. Tổng quan về hòa trộn chất lỏng. Một số nguyên lý hòa trộn tiêu biểu

5.2. Một số thiết bị hòa trộn điển hình

5.3. Cơ sở lý thuyết tính toán thiết bị hòa trộn bằng phương pháp khuấy

5.3.1. Tính vận tốc tiếp tuyến của chất lỏng trong thiết bị hòa trộn

5.3.2. Tính toán công suất dẫn động cánh khuấy. Thời gian hòa trộn

5.4. Xây dựng cơ sở lý thuyết thiết kế thiết bị hòa trộn liên tục. Những căn cứ thiết kế

5.5. Xây dựng phương pháp tính kích thước của thiết bị hòa trộn liên tục

5.6. Cơ sở lý thuyết các phương pháp đánh giá và hiệu chỉnh thiết bị hòa trộn

5.6.1. Phương pháp mô phỏng số CFD

5.6.2. Phương pháp mô phỏng đồng dạng

5.7. Cơ sở lý thuyết đánh giá ảnh hưởng của loại nhiên liệu đến hệ thống cấp nhiên liệu cho động cơ diesel

5.7.1. Ảnh hưởng của hỗn hợp dầu cọ - dầu diesel đến áp suất phun

5.7.2. Ảnh hưởng của hỗn hợp dầu cọ - dầu diesel đến lưu lượng phun

5.7.3. Ảnh hưởng của hỗn hợp dầu cọ - dầu diesel đến thời điểm cấp và cháy của nhiên liệu

5.7.4. Mô phỏng quá trình cháy trong động cơ diesel khi sử dụng hỗn hợp dầu cọ - dầu diesel

5.7.5. Mô phỏng quá trình cháy bằng phần mềm GT-Power

5.8. Kết luận chương

6. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ HÒA TRỘN LIÊN TỤC DẦU CỌ - DẦU DO VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THÔNG QUA MÔ PHỎNG

6.1. Thiết bị cơ khí

6.2. Hệ thống tự động điều khiển

6.3. Thiết kế thiết bị hòa trộn liên tục

6.3.1. Thực hiện các bước thiết kế

6.3.2. Vật liệu chế tạo và bản vẽ thiết bị hòa trộn

6.4. Đánh giá chất lượng hòa trộn của thiết bị bằng mô phỏng số CFD

6.5. Đánh giá chất lượng hòa trộn của thiết bị bằng thử nghiệm mô hình đồng dạng

6.5.1. Tính toán hệ số đồng dạng và chế tạo thiết bị mô hình

6.5.2. Thực hiện thí nghiệm đánh giá và phân tích

6.6. Kết quả mô phỏng quá trình cháy khi sử dụng với các loại hỗn hợp nhiên liệu khác nhau

6.7. Kết luận chương

7. NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM

7.1. Mục đích, chế độ và đối tượng thử nghiệm

7.2. Chế độ thử nghiệm

7.3. Đối tượng thử nghiệm

7.4. Xây dựng tiêu chí thử nghiệm thiết bị hòa trộn liên tục

7.4.1. Cơ sở kĩ thuật và pháp lý để xây dựng tiêu chí đánh giá

7.4.2. Các tiêu chí đánh giá phục vụ thử nghiệm

7.5. Cơ sở vật chất phục vụ thử nghiệm tại phòng thí nghiệm

7.6. Sơ đồ nguyên lý hệ thống thử nghiệm

7.7. Các thiết bị đo phục vụ thử nghiệm

7.8. Nhiên liệu thử nghiệm

7.9. Các kết quả thực nghiệm

7.9.1. Kết quả thử nghiệm đánh giá chất lượng trộn

7.9.2. Kết quả thử nghiệm và đánh giá sự hoạt động của động cơ 6LU32 sử dụng nhiên liệu hỗn hợp do thiết bị hòa trộn liên tục tạo ra

7.9.3. Các kết quả thử nghiệm trên tàu Sao Biển

7.10. Kết luận chương

8. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 2. NGHIÊN CỨU BỘ HÒA TRỘN TRÊN PHẦN MỀM FLUENT - ANSYS

PHỤ LỤC 3. HÌNH ẢNH CHỤP MẪU HÒA TRỘN

PHỤ LỤC 4. BẢN VẼ THIẾT KẾ THIẾT BỊ HÒA TRỘN LIÊN TỤC DẦU CỌ VÀ DẦU DIESEL (DO)

PHỤ LỤC 5. MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ TRANG THIẾT BỊ VÀ QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM

I. Mục đích đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Mục đích của nghiên cứu là xây dựng cơ sở khoa học cho việc thiết kế và chế tạo thiết bị hòa trộn liên tục hỗn hợp dầu diesel (DO) và dầu thực vật (dầu cọ). Đối tượng nghiên cứu là các động cơ diesel thủy cỡ vừa và nhỏ, đặc biệt là động cơ 6LU32 do hãng Hanshin chế tạo. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong việc phát triển thiết bị hòa trộn liên tục, sau đó thử nghiệm hỗn hợp nhiên liệu này trên động cơ diesel tại phòng thí nghiệm và trên tàu thủy. Việc nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm nhiên liệu.

II. Cơ sở lý thuyết về hòa trộn và đánh giá ảnh hưởng của nhiên liệu tới quá trình công tác của động cơ

Tổng quan về hòa trộn chất lỏng cho thấy rằng việc hòa trộn hiệu quả giữa dầu cọ và dầu diesel là rất quan trọng. Một số nguyên lý hòa trộn tiêu biểu được trình bày, cùng với các thiết bị hòa trộn điển hình. Cơ sở lý thuyết tính toán thiết bị hòa trộn bằng phương pháp khuấy được xây dựng, bao gồm tính toán vận tốc tiếp tuyến của chất lỏng và công suất dẫn động cánh khuấy. Thời gian hòa trộn cũng được xác định, giúp tối ưu hóa quy trình hòa trộn dầu. Những căn cứ thiết kế cho thiết bị hòa trộn liên tục được nêu rõ, nhằm đảm bảo hiệu quả và chất lượng hòa trộn.

III. Thiết kế chế tạo thiết bị hòa trộn liên tục dầu cọ dầu do và đánh giá chất lượng thông qua mô phỏng

Thiết bị hòa trộn liên tục được thiết kế với hệ thống tự động điều khiển, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình hòa trộn. Các bước thiết kế được thực hiện một cách chi tiết, từ việc lựa chọn vật liệu chế tạo đến việc xây dựng bản vẽ thiết bị. Đánh giá chất lượng hòa trộn của thiết bị được thực hiện bằng mô phỏng số CFD và thử nghiệm mô hình đồng dạng. Kết quả mô phỏng cho thấy khả năng hòa trộn tốt giữa dầu cọ và dầu diesel, đồng thời cung cấp thông tin quan trọng về hiệu suất của thiết bị trong thực tế.

IV. Nghiên cứu thử nghiệm

Mục đích của nghiên cứu thử nghiệm là đánh giá chất lượng hòa trộn và hiệu suất của động cơ khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu. Các tiêu chí thử nghiệm được xây dựng dựa trên cơ sở kỹ thuật và pháp lý, nhằm đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng thiết bị hòa trộn liên tục có khả năng cung cấp hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất, giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn. Các kết quả thử nghiệm trên tàu Sao Biển cũng khẳng định tính khả thi của thiết bị trong ứng dụng thực tế.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng thiết bị hòa trộn liên tục cho hỗn hợp dầu cọ và dầu diesel không chỉ giúp cải thiện hiệu suất động cơ mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành hàng hải, đặc biệt là cho các động cơ diesel cỡ vừa và nhỏ. Kiến nghị được đưa ra nhằm phát triển thêm các nghiên cứu về công nghệ hòa trộn và mở rộng ứng dụng của nhiên liệu sinh học trong ngành hàng hải, góp phần vào việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Luận án về thiết kế và chế tạo thiết bị hòa trộn liên tục dầu cọ và dầu do