Nghiên cứu tái sinh dầu nhàn thái động cơ - pdf 28

Download miễn phí Đồ án Nghiên cứu tái sinh dầu nhàn thái động cơ



Như đã trình bày ở trên, có nhiều phương pháp tái sinh dầu thải tuỳ từng trường hợp vào loại dầu thải và điều kiện kinh tế cho phép. Ở nước ta hiện nay, dầu nhờn dùng để bôi trơn động cơ chiếm một lượng rất lớn, lên tới trên 70% tổng lượng dầu bôi trơn được sử dụng. Do đó chúng tui chọn nguồn dầu thải để tái sinh là dầu động cơ. Do đặc điểm của dầu động cơ có chứa các phụ gia phân tán tẩy rửa nên việc sử dụng các phương pháp vật lý thông thường không cho hiệu quả cao. Mặt khác trong điều kiện thiếu máy móc thiết bị hiện đại của nước ta hiện nay, chúng tui chọn phương pháp tái sinh dầu động cơ là phương pháp đông tụ kết hợp với phương pháp làm sạch bằng hấp phụ. Với những nguồn dầu thải nhiễm bẩn lớn thì dầu được lắng lọc sơ bộ hay xử lý bằng axit H2SO4 trước khi đông tụ.
 





Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:


hẩm oxy hoá gây ra.
Chỉ cần một trong các yếu tố trên cũng gây ra sự ăn mòn trong các động cơ, do đó các loại dầu cần được pha chế đảm bảo tốt mọi chức năng chống oxy hoá.
1.5. Sự biến chất của dầu nhờn trong quá trình sử dụng, bảo quản và vận chuyển
Bất kỳ một sản phẩm nào sau một thời gian sử dụng nhất định cũng bị biến chất hay hư hỏng dẫn đến phải thay thế. Dầu nhờn cũng không tránh khỏi quy luật ấy.
Trong quá trình làm việc trong các máy móc thiết bị, dầu nhờn sẽ tiếp xúc với kim loại, chịu tác động của không khí, nhiệt độ xung quanh, áp suất, các trường điện từ, ánh sáng tự nhiên và một loạt các yếu tố khác. Dưới ảnh hưởng của các yếu tố này, cùng với thời gian sẽ xảy ra sự thay đổi chất lượng của dầu. Đó là sự phân huỷ, sự oxy hoá, polime hoá, ngưng tụ các hydrocacbon, sự cháy không hoàn toàn, sự nhiễm bẩn từ các chất bên ngoài và sự lẫn nước. Do các quá trình này mà trong dầu sẽ tích luỹ các chất nhựa asphan, cốc, mồ hóng, các muối khác nhau, các axit cũng như các mạt kim loại, các hạt khoáng, các chất có dạng sợi, nước Tất cả các tạp chất này làm thay đổi tính chất lý hoá của dầu và được gọi chung là quá trình lão hoá của dầu.
Để giảm quá trình lão hoá, kéo dài tuổi thọ của dầu thì dầu khoáng cần có tính bôi trơn tốt, đảm bảo được chế độ bôi trơn lỏng hoàn toàn và độ bền đáng tin cậy của màng dầu trong mọi ổ ma sát của các cơ cấu máy trong dải vận tốc, nhiệt độ cũng như tải trọng lớn. Sự bảo toàn màng dầu trên bề mặt là cần thiết để khắc phục tình trạng ma sát bán khô hay ma sát khô gây mài mòn và phá huỷ chi tiết máy. Dầu nhờn cũng cần bền về mặt hoá học để chống lại sự oxy hoá trong không khí trong điều kiện nhiệt độ cao cũng như không thay đổi tính chất của dầu trong quá trình bảo quản và vận chuyển. Một loại dầu nhờn không ổn định sẽ bị oxy hoá rất nhanh và mạnh, tạo ra các cặn rắn. Những cặn này là nguyên nhân gây ra sự bẩn máy móc, làm cháy cũng như làm gãy các séc – măng trong động cơ Trong quá trình oxy hoá, trong dầu sẽ xuất hiện các hợp chất axit có tính ăn mòn. Chúng sẽ rút ngắn thời gian làm việc của dầu cũng như thời gian làm việc của thiết bị. Dầu không chỉ cần bền về mặt oxy hoá bởi oxy không khí mà còn phải đảm bảo không bị biến đổi trong quá trình hoạt động dưới áp suất, độ ẩm và nhiệt độ cao.
1.5.1. Sự oxy hoá [1, 4, 7]
Khi làm việc trong các động cơ, máy móc và các thiết bị khác, đặc biệt là trong quá trình vận chuyển và tồn chứa dầu nhờn tại các kho, vấn đề tiếp xúc giữa dầu nhờn với oxy không khí là điều không thể tránh được. Sự tiếp xúc này là nguyên nhân chủ yếu gây ra các phản ứng oxy hoá của dầu nhờn.
Do kết quả của phản ứng oxy hoá, các tính chất hoá lý của dầu nhờn bị thay đổi, chính điều đó sẽ làm cho phẩm chất sử dụng của dầu nhờn kém hẳn đi.
Trong điều kiện có oxy và chịu tác động của nhiệt độ cao, các loại dầu khoáng sẽ có nhiều biến đổi về hoá tính, đồng thời sinh ra các kết tủa asphan – axit và các sản phẩm hoà tan khác. Phần lớn các chất kết tủa nói trên là các axit hữu cơ, chúng sẽ làm cản trở sự tuần hoàn của dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn và ăn mòn các chi tiết bằng kim loại của máy móc thiết bị.
Theo một số tài liệu của các nhà nghiên cứu thì trong số ba nhóm hydrocacbon chủ yếu có trong thành phần của dầu nhờn, chỉ có loại hydrcacbon thơm là ít bị oxy hoá nhất, hydrocacbon naphten kém bền vững dễ bị oxy hoá hơn một chút và đặc biệt dễ bị oxy hoá nhất khi ở nhiệt độ cao là hydrocacbon parafin.
Tốc độ oxy hoá, mức độ oxy hoá, cũng như tính chất của các sản phẩm do oxy hoá tạo thành đều phụ thuộc vào yếu tố sau:
Bản chất hoá học của chính loại dầu nhờn, cụ thể là tính chất của các hợp chất hoá học có trong dầu nhờn, số lượng các hợp chất đó trong hỗn hợp và mối quan hệ với sự tác động của oxy trong không khí.
Các điều kiện bên ngoài như: nhiệt độ, áp suất, bề mặt tiếp xúc giữa dầu nhờn với oxy.
Sự có mặt của các tạp chất có khả năng thúc đẩy hay ức chế đối với quá trình oxy hoá và thời gian làm việc của dầu.
ở nhiệt độ dưới 30oC và áp suất bình thường, dầu nhờn để ngoài trời bị oxy hoá rất chậm. Cùng với sự tăng nhiệt độ, tốc độ oxy hoá tăng lên đáng kể, nhiệt độ càng cao thì oxy hoá càng nhanh và càng mạnh. ở nhiệt độ 270 – 300oC và cao hơn thì đồng thời với sự oxy hoá mãnh liệt còn có sự phân huỷ nhiệt của các hydrocacbon tạo thành CO2, H2O và các hợp chất chứa cacbon khác. Diện tích bề mặt tiếp xúc của dầu với không khí càng lớn thì càng tạo điều kiện cho oxy khuếch tán vào trong dầu và làm tăng phản ứng polime hoá dưới tác động của oxy tạo ra các sản phẩm nhựa và asphanten. Các kim loại cũng có những ảnh hưởng nhất định đến quá trình oxy hoá của dầu: các kim loại có tác dụng xúc tác phát triển nhất là Fe, Cu, Ni, Pb, Mn và Zn trong khi đó các kim loại như Al, Sn không thúc đẩy quá trình oxy hoá, muối của nó thậm chí lại có tác động kiềm chế quá trình này. Các muối kim loại tạo thành trong quá trình làm việc của dầu như muối của axit naphtenic có tác động thúc đẩy sự oxy hoá của dầu. Nước cũng có tác dụng thúc đẩy sự oxy hoá của dầu vì chúng có tác dụng làm tăng khả năng hoạt tính cho các chất xúc tác nói trên.
Trong quá trình làm việc của dầu trong động cơ thì đồng thời với qúa trình phân huỷ và tạo ra các sản phẩm oxy hoá đầu tiên như các axit hữu cơ, phenol, rượu, andehit, các chất nhựa còn nảy sinh các quá trình thứ cấp như quá trình polime hoá và ngưng tụ. Sản phẩm của quá trình oxy hoá sâu và ngưng tụ sâu chính là các axit chứa oxy, các axit asphantogen, các asphanten, các cacben, cacboit. Các chất này khác với nhựa và axit, nó không tan trong dầu. Chúng tạo hệ keo hay ngưng tụ thành chất cặn trong dầu. Dầu có chứa các chất này khi bị tác động của ánh sáng, với sự xâm nhập của không khí sẽ bị sẫm màu dần.
Rõ ràng oxy hoá là một trong các quá trình cần được lưu ý vì các sản phẩm do quá trình oxy hoá trong động cơ gây ra sẽ tạo nên các cặn làm bẩn các chi tiết động cơ và hệ thống bôi trơn, tăng cường ăn mòn các ổ đỡ hợp kim đồng – chì. Vì vậy dầu động cơ cần có các chất ức chế oxy hoá.
1.5.2. Sự phân huỷ nhiệt của dầu [5]
Trong buồng đốt động cơ, nhiệt độ lên rất cao và mọi chất hữu cơ đều rất dễ bị cháy, nhưng ở động cơ thì thường không đủ thời gian (quá trình cháy xảy ra trong khoảng thời gian 1% giây), không đủ oxy để cháy hoàn toàn nhiên liệu, và dầu lọt vào buồng đốt. Vì vậy buồng đốt luôn có điều kiện tạo thành mồ hóng, các hạt cốc, các sản phẩm chưa cháy hết khác. Nhiệt độ bề mặt buồng đốt và tại đầu piston ở các động cơ khác nhau thay đổi trong khoảng 250 – 400oC. Việc tạo muội trên các chi tiết động cơ bắt đầu từ việc hình thành lớp màng keo trên các chi tiết đó.
Khi dầu tiếp xúc với các phần tử có nhiệt độ cao của máy móc thì xảy ra phân huỷ nhiệt, Cr-acking. Kết quả của quá trình này là tạo ra các sản phẩm nhẹ bay hơi cũng như các cấu tử nặng, các hạt than cứng và muội than. Xu hướng của dầu khoáng đối với sự phân huỷ nhiệt phụ thuộc trước hết vào thành phần hydrocacbon của nó. Các hydrocacbon trong dầu mà có cấu trúc càng phức tạp, mạch càng dài thì càng dễ phân huỷ dưới tác động của nhiệt độ cao. Vì đặc tính bền nhiệt của dầu không thể tạo ra nhờ các phụ gia, nên dầu có độ ổn định nhiệt tốt phải được chế tạo từ các dầu gốc thích hợp. Tuy vậy, việc lựa chọn phụ gia cẩn thận để pha chế dầu cũng rất quan trọng, vì sự biến chất của phụ gia khi có hiện tượng Cr-acking dầu cũng dẫn đến sự tạo cặn.
Dầu đi qua lớp vòng găng vào buồng đốt, một phần dầu không đáng kể có thể quay lại đáy cacte dầu, một phần nữa rơi vào vùng nhiệt độ cao và bị cháy ở đó gây ra quá trình cacbon hoá, oxy hoá và cuối cùng phần dầu được văng ra ở dạng màng mỏng, phủ lên bề mặt đầu piston và buồng đốt. Màng dầu còn lại trong buồng đốt ngay từ những vòng quay đầu tiên đã bị các sản phẩm cháy của nhiên liệu và dầu làm bẩn, do tác dụng của nhiệt độ cao và oxy không khí nó biến thành các chất nhựa và sau đó thành keo. Màng nhựa keo có khả năng giữ trên bề mặt kim loại các sản phẩm cháy và biến chất của dầu, nhiên liệu cũng như các hạt kim loại do các chi tiết bị mài mòn lọt vào xylanh cùng với không khí.
Trong khi động cơ hoạt động thì việc những phân tử dầu mới, mồ hóng và các hạt cốc không ngừng rơi vào màng keo. Sự thay đổi đáng kể do màng dầu bị các sản phẩm cháy làm bẩn dẫn đến tạo thành lớp than rắn trên bề mặt kim loại gọi là muội than. Bề dày lớp muội không ngừng tăng lên và chỉ tăng đến một độ dày nhất định vì khi bề dày lớp muội tăng thì mép trên của nó sẽ gần với vùng nhiệt độ cao hơn, những phân tử dầu mới sẽ gây ra sự thay đổi cũng nhiều hơn và không có khả năng tiếp tục bám chắc trên bề mặt muội. Đến một lúc nào đó lớp muội không tăng thêm được nữa và sẽ xuất hiện thế cân bằng cho tới khi do một nguyên nhân nào đó mà vùng nhiệt độ cao sẽ không tiến đến gần sát bề mặt lớp muội hay không tách ra xa bề mặt đó.
Việc tạo muội trong buồng đốt làm giảm thời gian hoạt động lâu bền của động cơ, tăng chi phí sử dụng do những nguyên nhân sau:
Nhiệt độ các chi tiết phủ muội tăng lên và khi lượng tăng lên thì thể tích buồng đốt bị thu hẹp, làm tăng tỷ số nén ...
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status