Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 5
1. Giới thiệu đề tài 6
1.1. Tổng quan về nhiên liệu diesel 6
1.1.1. Giới thiệu về nhiên liệu diesel 6
1.1.2. Những tính chất cơ bản của nhiên liệu diesel 7
1.2. Tổng quan về nhiên liệu biogas 8
1.2.1. Ưu điểm của nhiên liệu biogas 8
1.2.2. Thành phần của khí biogas 8
1.2.3. Những tính chất cơ bản của biogas 9
1.2.4. Yêu cầu của biogas khi sử dụng trong động cơ đốt trong 9
1.2.5. Tình hình sử dụng biogas hiện nay 10
1.3. Mục đích, ý nghĩa và đối tượng áp dụng của đề tài 11
1.3.1. Mục đích 11
1.3.2. Ý nghĩa 11
1.3.3. Đối tượng áp dụng 11
2. Khảo sát đặc điểm kết cấu của động cơ RV70-N 11
2.1. Giới thiệu chung về động cơ 11
2.1.1. Đặc tính kỹ thuật của động cơ 11
2.1.2. Kết cấu các chi tiết chính của động cơ 13
2.1.2.1. Piston 13
2.1.2.2. Thanh truyền 14
2.1.2.3. Trục khuỷu 14
2.2. Khảo sát hệ thống nhiên liệu 15
2.2.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 15
2.2.2. Nguyên lý làm việc 15
2.2.3. Kết cấu các chi tiết chính 16
2.2.3.1. Bộ điều tốc 16
2.2.3.2. Bơm cao áp 17

3.3.2. Nhận xét 48
4. Nghiên cứu, cải tiến hệ thống cung cấp biogas cho động cơ RV70-N 49
4.1. Cơ sở lý thuyết 49
4.2. Các phương án thiết kế van cung cấp biogas (van tiết lưu) 49
4.2.1. Yêu cầu, nhiệm vụ 49
4.2.2. Các phương án thiết kế 49
4.2.2.1. Van côn 50
4.2.2.2. Van cánh (van đĩa) 51
4.2.2.3. Van cầu 52
4.3. Các phương án thiết kế cơ cấu hạn chế lượng phun diesel làm mồi 53
4.3.1. Yêu cầu, nhiệm vụ 53
4.3.2. Các phương án thiết kế 53
4.3.2.1. Cơ cấu hạn chế lượng phun dùng vít 53
4.3.2.2. Cơ cấu hạn chế lượng phun dùng thanh đẩy 54
2
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
4.4. Các phương án thiết kế bộ điều tốc biogas 55
4.4.1. Yêu cầu của bộ điều tốc biogas 55
4.4.2. Các phương án thiết kế 55
4.4.2.1. Thay thế bộ điều tốc diesel bằng bộ điều tốc biogas (BĐT loại 1) 55
4.4.2.2. Sử dụng bộ điều tốc biogas riêng dẫn động van côn (BĐT loại 2) 57
4.4.2.3. Sử dụng bộ điều tốc biogas riêng dẫn động van cánh (BĐT loại 3) 59
4.5. So sánh và chọn phương án cải tạo 61
4.6. Tính toán, thiết kế phương án đã chọn 61
4.6.1. Cơ sở lý thuyết 61
4.6.2. Giới thiệu bộ phụ kiện vạn năng GATEC 20 62
4.6.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc 62
4.6.2.2. Ưu và nhược điểm 63
4.6.3. Tính toán, thiết kế buồng hỗn hợp 63
4.6.4. Tính toán, thiết kế van côn 65

7.2. Địa điểm và mô hình lắp đặt thí nghiệm 101
7.2.1. Địa điểm 101
7.2.2. Mô hình lắp đặt 101
7.3. Kết quả thí nghiệm 103
7.3.1. Đo tiêu hao nhiên liệu diesel khi chạy không tải bằng lưỡng nhiên liệu
(diesel+biogas) 103
7.3.2. Đo tải máy phát điện 104
7.4. Nhận xét 105
8. Kết luận đề tài 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 107
4
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
LỜI NÓI ĐẦU
Những vấn đề mà thế giới quan tâm hiện nay đó là năng lượng và ô nhiễm
môi trường. Nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt dần và càng trở thành
mối nhạy cảm trong bức tranh chính trị quốc tế. Giá dầu thô thay đổi liên tục trong
thời gian gần đây đã cho thấy bất ổn lớn của nền kinh tế toàn cầu khi dựa vào dầu
thô làm nguồn năng lượng chính. Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng
mới là một trong những hướng quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng. Và
nghiên cứu sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh từ lâu đã được các nhà khoa học
đặc biệt quan tâm. Hiện nay ở quy mô toàn cầu, biogas là nguồn năng lượng lớn,
tổng sản lượng ứng dụng chiếm 9 đến 10 % tổng năng lượng trên thế giới.
Nguồn khí biogas nhận được từ các hầm khí sinh học đã cung cấp năng
lượng phục vụ sinh hoạt gia đình. Trong thực tế sản xuất và sinh hoạt ở nông thôn
hiện nay, những động cơ cỡ nhỏ kéo các máy công tác thông thường như bơm nước,
phát điện, xay xát…có nhu cầu rất lớn. Sử dụng khí biogas để chạy các loại động cơ
này sẽ giúp cho người dân tiết kiện được chi phí năng lượng, giảm giá thành sản
xuất và góp phần tích cực trong cải thiện đời sống người dân. Vì thế em đã chọn đề
tài: “Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N”.
Sau một thời gian miệt mài tìm hiểu và nghiên cứu, với sự nổ lực của bản

Trong đề tài này em tiến hành nghiên cứu cải tạo quá trình cung cấp nhiên
liệu cho động cơ Vikyno diesel RV70-N chạy bằng hai nhiên liệu song song biogas-
diesel. Động cơ tự cháy do nén chạy bằng biogas được cải tạo từ động cơ diesel làm
việc theo nguyên lý: công suất chính do quá trình cháy biogas sinh ra, một lượng
diesel tối thiểu được phun làm mồi để đốt cháy hỗn hợp. Lượng diesel phun mồi
này được chỉnh ở mức thấp nhất.
1.1. Tổng quan về nhiên liệu diesel
1.1.1. Giới thiệu về nhiên liệu diesel
Nhiên liệu lỏng dùng cho động cơ diesel chủ yếu là những loại sản phẩm của
quá trình chưng cất dầu mỏ. Nó là một hỗn hợp của nhiều Cacbuahydro có kết cấu
phân tử khác nhau, quyết định tính chất lý hoá cơ bản của nhiên liệu và ảnh hưởng
rất nhiều tới quá trình bốc hơi và cháy của nhiên liệu. Trong những loại nhiên liệu
truyền thống sử dụng trên các phương tiện vận tải, diesel là một trong những nguồn
nhiên liệu rất quan trọng được sử dụng rất phổ biến bởi những tính năng ưu việt của
nó. Dầu diesel là phần Hydrocacbon lấy từ dầu mỏ, có nhiệt độ sôi nằm trong
khoảng 200 - 300
0
C. Dầu diesel có màu nâu nhạt, nặng hơn xăng và nhẹ hơn nước.
Dầu diesel phải có các tính chất sau đây:
+ Tính bốc hơi và có tính tự cháy tốt để đảm bảo cho quá trình cháy hoàn
toàn, tăng hiệu suất, giảm ô nhiễm.
+ Cháy ổn định, không làm rung khi động cơ nổ.
6
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
+ Có độ nhớt thích hợp để đảm bảo nhiên liệu dễ cháy ở nhiệt độ thích hợp,
đồng thời phải đảm bảo phun sương vào buồng cháy và bôi trơn cho cặp piston-
bơm cao áp được tốt.
+ Nhiên liệu phải cháy kiệt, xả hết hơi thừa, ít đóng muội ở vòi phun, buồng cháy.
1.1.2. Những tính chất cơ bản của nhiên liệu diesel
a) Nhiệt trị: Diesel là nhiên liệu có nhiệt trị tương đối cao: Q

0
+→
Nếu TSXT thấp sẽ xảy ra quá trình cháy kích nổ do trong nhiên liệu có nhiều
thành phần khó bị oxy hoá, khi lượng nhiên liệu phun vào trong xilanh quá nhiều
mới xảy ra quá trình tự cháy, dẫn đến cháy cùng một lúc gây toả nhiệt mạnh, áp suất
tăng mạnh, động cơ rung giật, … gọi là cháy kích nổ.
Thông thường các loại nhiên liệu diesel có TSXT vào khoảng (40 ÷ 50) sử
dụng tốt trong các động cơ hoạt động vào mùa hè và TSXT vào khoảng (50 ÷ 55) tốt
cho động cơ làm việc vào mùa đông.
e) Tính ổn định hoá học
Phụ thuộc vào hàm lượng thành phần keo, thành phần nhẹ có trong diesel. Nếu
hàm lượng các thành phần này càng lớn thì tính ổn định hóa học của diesel càng thấp.
f) Tính ăn mòn kim loại
7
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
+ Hàm lượng lưu huỳnh tổng số
+ Độ axit (Tolal Acid Number-TAN)
+ Hàm lượng nước
1.2. Tổng quan về nhiên liệu biogas
1.2.1. Ưu điểm của nhiên liệu biogas
* Về mặt môi trường:
+ Giảm lượng khí phát thải CO
2
, do đó giảm được lượng khí thải là nguyên
nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính, tránh được các thảm họa về môi trường.
+ Không có hoặc chứa rất ít các hợp chất của lưu huỳnh (<0,001% so với đến
0,2% trong dầu diesel).
+ Không chứa HC thơm nên không gây ung thư.
+ Khí thiên nhiên biogas không chứa chì gây tác hại đến sức khỏe con người,
gây ô nhiễm môi trường không khí.

2
S (0 ÷ 3%), H
2
(0 ÷ 1%), …Các
8
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
chất hữu cơ như: cây cối, rơm rạ, xác sinh vật, các chất thải từ quá trình chế biến
thực phẩm, các chất thải từ quá trình chăn nuôi
1.2.3. Những tính chất cơ bản của biogas
a). Tính chất vật lý
Bảng 1-1. Các tính chất của các thành phần biogas
Các tính chất vật lý CH
4
CO
2
Trọng lượng phân tử 16 44
Tỷ trọng 0,554 1,52
Điểm sôi 259,0
0
F (=144
0
C) 60,8
0
C
Điểm đông -296,6
0
F(-164,8
0
C) -69,9
0

là 1012 Btu/ft3 (35,8.10
3
KJ/m
3
). Do biogas chứa khoảng (40 ÷ 80%) CH
4
nên
biogas có nhiệt trị tương đối cao, 1m
3
biogas có nhiệt lượng (4.700 – 6.500)kcal,
tương đương với (0,5 ÷ 0,7) lít dầu diesel.
1.2.4. Yêu cầu của biogas khi sử dụng trong động cơ đốt trong
Vấn đề đáng quan tâm và cần được nghiên cứu tiếp là làm sao có thể nâng
cao hiệu suất động cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do khí thải động gây ra. Ta
biết rằng trong biogas có một lượng đáng kể hydrogen sulfide H
2
S (khoảng
10.000ppm thậm chí sau khi qua các thiết bị xử lý vẫn còn khoảng (200 ÷ 400)ppm
H
2
S) là một khí rất độc tạo nên hỗn hợp nổ với không khí. Khí biogas được sử dụng
làm nhiên liệu, khí H
2
S có thể ăn mòn các chi tiết của động cơ, sản phẩm cháy của
nó là SO
x
cũng là một khí rất độc cho con người (TCVN cho phép là 0,3mg/m
3
). Vì
thế, hoàn thiện quá trình cháy trong động cơ sử dụng nhiên liệu biogas là vấn đề đặt

trên trục
Vận tải
Cấp nhiệt,
làm lạnh
Sấy
Quạt, bơm,
máy nén
Turbin lỏng Tur bin khí
Phát điệnMáy phát
thuỷ lực
Xe khách,
Xe tải,
Máy kéo
Phát nhiệt
điện
Điều hoà
hay đun
nước
Hình 1-1. Sơ đồ các ứng dụng của biogas
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
+ Nắm được nguyên lý làm việc, đặc điểm kết cấu các bộ phận chính của hệ
thống cung cấp nhiên liệu diesel cũng như hệ thống cung cấp biogas.
+ Tính toán quá trình cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N chạy
máy phát điện. Qua đó so sánh, nhận xét các kết quả tính để từ đó đưa ra phương
pháp cải tạo động cơ chạy bằng diesel sang chạy bằng hỗn hợp (diesel + biogas).
+ Nghiên cứu, cải tạo động cơ tĩnh tại chạy bằng diesel sang chạy bằng hỗn
hợp (diesel + biogas) nhằm tiết kiệm nguồn nhiên liệu lỏng, giảm chi phí và bảo vệ
môi trường.
1.3.2. Ý nghĩa
+ Việc sử dụng nhiên liệu khí biogas để làm nhiên liệu chạy động cơ đốt trong

11
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
hiện có và đã cho ra đời rất nhiều thế hệ động cơ RV dựa trên các thiết kế mẫu của
KUBOTA (Nhật Bản).
Động cơ RV70-N là động cơ diesel một xilanh được nghiên cứu và sản xuất
dựa trên thiết kế của động cơ diesel RK70, do công ty VIKYNO chế tạo, là loại
động cơ được sản xuất trong nước, đồng thời cũng là sản phẩm có nguồn cung cấp
ổn định, được sử dụng nhiều trên các ghe, thuyền cỡ nhỏ, chạy máy phát điện trong
các trang trại chăn nuôi. Đây là dạng động cơ tĩnh tại, động cơ đặt nằm ngang, kích
thước khuôn khổ của động cơ như sau: LxBxH = 619x322,5x435 [mm], và thông số
kỹ thuật như sau:
Bảng 2-1. Đặc tính kỹ thuật của động cơ RV70-N
12
Thông số
Đơn vị
Giá trị
Tên động cơ
Vikyno diesel RV70-N
Loại động cơ
Diesel
Kiểu động cơ
4 kỳ, 1 xy lanh, nằm ngang
Công suất định mức
Mã lực/vòng/phút
6/2200
Công suất tối đa
Mã lực/vòng/phút
7/2400
Mômen cực đại
kgm/rpm

2
Dầu bôi trơn
Nhớt 30 (SAE 30, 20, 10W-30)
Hệ thống đốt nhiên liệu
Phun gián tiếp
Hệ thống khởi động
Tay quay
Hệ thống làm mát
Két nước
Thể tích nước làm mát
lít
1,3
Trọng lượng
kg
68
Kích thước: Dài - Rộng - Cao
mm
619 - 322,5 - 435
Hình 2-1. Mặt cắt dọc của động cơ RV70-N
1. Ống xả; 2. Vòi phun; 3. Két làm mát; 4. Lọc nhiên liệu; 5. Thùng
chứa nhiên liệu; 6. Bánh đà; 7. Nắp máy; 8. Van xả nước làm mát;
9. Piston; 10. Thanh truyền, 11. Trục khuỷu.
Ø80
125
1 3 5
7 8 9 10
4
6
11
2

+ Sécmăng thứ hai (2) thuộc loại côn có độ kín sát cao và có tác dụng làm
giảm hao phí dầu động cơ.
+ Sécmăng thứ ba (3) thuộc loại côn cắt ở dưới. Nó ngăn ngừa dầu khỏi dâng
lên trên thành xilanh hiệu quả hơn sécmăng côn.
+ Sécmăng dầu bốn (4) thuộc loại côn cắt. Áp lực của bề mặt trượt cao có tác
dụng gạt dầu một cách hiệu quả. Bề mặt trượt còn được mạ crôm cứng để có độ
chịu mòn tốt hơn.
2.1.2.2. Thanh truyền
Thanh truyền được chế tạo bằng thép cácbon rèn hình chữ I để có thể chịu
được tác động lặp lại lớn.
Đầu to của thanh truyền thuộc loại có mặt cắt ngang và bắt chặt bằng bulông đặc
biệt. Bạc đầu to thuộc loại cắt và được chế tạo bằng hợp kim đồng – chì, bề mặt được
mạ thép để đảm bảo lắp ghép ban đầu tốt. Bạc đầu nhỏ được chế tạo bằng kim loại đồng
– chì có khả năng chịu va đập, chịu tải và chịu nhiệt rất tốt, bề mặt được mạ thiếc.
2.1.2.3. Trục khuỷu
Trục khuỷu được chế tạo bằng thép hợp kim đặc biệt cứng, cổ biên và các
chỗ lắp vòng chắn dầu được tôi cảm ứng để tăng độ cứng bảo đảm độ chịu mài mòn
cao hơn.
Trục khuỷu có một rãnh dầu, qua đó dầu động cơ được cung cấp đến phần cổ
biên và bôi trơn nó.
14
Hình 2-3. Kết cấu thanh truyền
125
Ø21
25
12
19
12
9
4

Hình 2-5. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu
1. Nắp đậy; 2. Lưới lọc nhiên liệu; 3. Thùng chứa nhiên
liệu; 4. Nút xả; 5. Khóa; 6. Bình lọc nhiên liệu; 7. Bơm cao
áp; 8. Đường dầu cao áp; 9. Vòi phun; 10. Đường dầu hồi.
9
8
7
6
5
4
1 2 3
10
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
Sau khi phun xong áp suất nhiên liệu giảm nhanh dẫn đến lực lò xo vòi phun
thắng áp suất dầu để đóng van lại và kết thúc quá trình phun.
Một phần nhiên liệu cung cấp đến vòi phun (9) dùng để bôi trơn các chi tiết
chuyển động của kim phun bên trong vòi phun.
Dầu thừa đi theo đường dầu hồi (10) từ phần trên của vòi phun (9) trở về
thùng chứa nhiên liệu (3).
2.2.3. Kết cấu các chi tiết chính
2.2.3.1. Bộ điều tốc
Bộ điều tốc có tác dụng giữ tốc độ động cơ không thay đổi và đồng thời điều
khiển công suất ra. Bộ điều tốc của động cơ RV70-N là bộ điều tốc điều khiển cơ
khí nhiều chế độ, nó khống chế tốc độ động cơ ở bất cứ điểm nào giữa các vị trí tốc
độ từ chạy không đến cực đại. Phần tử cảm ứng tốc độ động cơ là quả văng.
Hoạt động của bộ điều tốc nhờ vào sự thay đổi biến dạng ban đầu của lò xo.
* Kết cấu của bộ điều tốc:
* Nguyên lý hoạt động:
Mỗi vị trí của cần ga diesel (6) sẽ tương ứng với một chế độ hoạt động của
động cơ. Khi kéo cần (6) về vị trí hoạt động (chế độ Run) của động cơ thì lúc này

đây các mạt kim loại nhỏ, cặn, bụi bẩn trong nhiên liệu được giữ lại.
17
Hình 2-7. Kết cấu bơm cao áp
1. Đầu nối ống cao áp; 2. Van cao áp; 3. Thân bơm; 4. Piston
bơm cao áp; 5. Con lăn; 6. Thanh răng; 7. Đường dầu hồi
Ø32
16
27
6,5
9
13
70
76 25
± 0,05
32
23,5
21,5
68,4
Ø5
Ø34
-0,15
10
1
3
4
5
2
6
7
4 L? Ø2,5

949
24
11,5 9,5
9,5
42
R9
2 l? Ø8,8
1 32
4
5
6
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
2.3.2. Ống xả
Ống xả có ống đục lỗ, các tấm chắn và thân chính.
Ống đục lỗ và các tấm chắn có tác dụng làm giảm tiếng ồn khí xả một cách
có hiệu quả.
3. Tính toán chu trình nhiệt của động cơ RV70-N
3.1. Tính toán chu trình nhiệt động cơ khi sử dụng nhiên liệu diesel
3.1.1. Các số liệu ban đầu
Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Công suất có ích N
e
Hp/kW 7/5,2199
Tỷ số nén
ε
24
Số vòng quay n Vòng/phút 2400
Đường kính xi lanh D mm 80
Hành trình piston S mm 75
19

α
1
Độ
20
α
2
45
α
3
50
α
4
15
Loại buồng cháy Dự bị
Kiểu xupáp Treo
3.1.2. Các thông số chọn
Tên thông số Đơn vị
Khoảng giá trị
thường gặp
Giá trị
chọn
Tài liệu
tham khảo
Áp suất khí nạp p
k
MN/m
2
0,0981 [1]
Nhiệt độ khí nạp T
k

1
1,02 ÷ 1,07 1,02 [1]
Hệ số quét buồng cháy λ
2
1 [1]
Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λ
t
1,11 [1]
Hệ số điền đầy đồ thị ϕ
đ
0,92 ÷ 0,97 0,97 [1]
3.1.3. Kết quả tính toán
a). Tính quá trình nạp
a1). Tính hệ số khí sót γ
r
:
m
1
a
r
2t1
a
r
r
k2
r
p
p
.λλελ
1

1
=






−
+
=
a2). Tính hệ số nạp η
v
:

















*
0981,0
08829,0
*
)25302(
302
*
124
1
45,1
1
=






−
+−
=
a3). Tính nhiệt độ cuối quá trình nạp T
a
[K]:
[K] 337
0,0261
0,115
0,08829
700*0,026*1,1125302
)γ(1



++
=
−
−
a4). Tính số mol không khí để đốt cháy một kg nhiên liệu M
0
[kmol kk/kg nl]:
Nhiên liệu
Thành phần trong 1kg nhiên liệu [kg] Khối lượng
phân tử µ
nl
[kg/kmol]
Nhiệt trị
thấp Q
H
[kJ/kg]
C H O
Diesel 0,87 0,126 0,004 180 ÷ 200 42530
kk/kgnl] [kmol 0,495)
32
0,004
4
0,126
12
0,87
(
0,21
1

mC
[kJ/kmol.K]:
20,439302*
2
0,00419
19,806T
2
b
aCm
v
vvkk
=+=+=
[kJ/kmol.K]
Trong đó: + a
v
= 19,806; b
v
= 0,00419
b2). Tỷ nhiệt mol của sản phẩm cháy
v
Cm
′′
[kJ/kmol.K]:
T
2
b
aCm
''
v
''





+=






+=
−−
nl] kk/kg [kmol 21,787302*
2
0,006
20,956mC
''
v
=+=⇒
b3). Tỷ nhiệt của hỗn hợp cháy
v
Cm
′
[kJ/kmol.K]:
T
2
b
a
γ1

+
+
=
+
+
=
+
0,004
0,0261
0,006*0,0260,00419
γ1
b*γb
b
r
''
vrv
'
v
=
+
+
=
+
+
=
nl] kk/kg [kmol 20,473302*
2
0,004
19,835mC
'

( )
364,1
142*337*
2
0,004
835,91
8,314
1
1ε*Τ*
2
b
a
8,314
1VP
11,345
1n
a
'
v
'
v
1
=
++
+=
++
+=
−
−
Sai số: ε = VT – VP = 1,3645 – 1,364 = 0,0005 < 0,001. Thỏa mãn.

c1). Tính ∆M:
0,032
32
0,004
4
0,126
32
O
4
H
ΔM =+=+=
c2). Tính số mol sản phẩm cháy M
2
[kmol kk/kg nl]:
M
2
= M
1
+ ΔM = 0,742 + 0,032 = 0,774 [kmol kk/kg nl]
22
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
c3). Hệ số biến đổi phân tử lý thuyết:
1,043
0,742
0,774
M
M
β
1
2

1β
1β
b
z
r
o
z
=
+
−
+=
+
−
+=
c6). Tính hệ số toả nhiệt x
z
tại z:
0,844
0,9
0,76
ξ
ξ
x
b
z
z
===
c7). Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn: vì α = 1,5 > 0 nên ΔQ
H
= 0

β
γ
x*M
x1*M*a
β
γ
x*M*a
a
−+








+
−+








+
=


( )
( )
=
−+








+
−+








+
=
z1
o
r
z2
z1
'







+
−+






+
=
608,622188*
2
0,0053
20,792mC
''
vz
=+=⇒
[kJ/kmol.K]
c9). Nhiệt độ cực đại của chu trình T
z
[K]:
Nhiệt độ cực đại tính theo phương trình cháy:
23
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N

===
+
127,038,314)(20,792*1,035)314,8(a*βΒ
''
vzz
=+=+=

+
( )
( )
=








++−
+
−
−=
cc
'
v
'
v
r1
ΗΗz

z
= p
c
*λ = 6,749*1,45 = 9,785 [MN/m
2
]
d). Tính quá trình giản nở
d1). Tỷ số giãn nở sớm:
1,456
1073
2188
*
1,45
1,043
T
T
*
λ
β
ρ
c
zz
===
d2). Tỷ số giãn nở sau:
16,487
1,456
24
ρ
ε
δ ===

=−
Trong đó :
1015
487,61
2188
δ
Τ
Τ
11,274
1n
z
b
2
===
−
−
[K]
VT = n
2
– 1 = 1,274 – 1 = 0,274
( ) ( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
0,274
1015)(2188
2
0,0053
20,792
1015)(2188*1,042*0,026)(1*0,742

24
Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N
d4). Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T
b
[K]:
1015
16,487
2188
δ
T
T
11,274
1n
z
b
2
===
−
−
[K]
d5). Áp suất cuối quá trình giãn nở p
b
[MN/m
2
]:
0,275
16,487
9,785
δ
p



=








=
−
−
Sai số:
15% % 62,10100%*
700
700774
100%*
T
TT
Δ
r tinh
chonr r tinh
<=
−
=
−
=
. Thỏa mãn.

=
−− 1n
1
1n
2
c
i
12
ε
1
1*
1n
1
δ
1
1*
1n
ρ*λ
1)(ρ*λ*
1ε
p
p'
( )








1456,1*45,1
124
749,6
= 0,853 [MN/m
2
]
e2). Áp suất chỉ thị trung bình: p
i
= p
i
’* φ
đ
= 0,853 * 0,97 = 0,828 [MN/m
2
]
e3). Hiệu suất chỉ thị động cơ η
i
:

0,442
0,0981*0,837*42530
302*0,828*0,742*8,314
p*η*Q
T*p*M*8,314
η
kvH
ki1
i
===
e4). Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g

[m/s]
+ a = 0,015; b = 0,0156
0,13530,08829-0,1156*0,01560,015p
m
=++=⇒
[MN/m
2
]
25