tóm tắt luận án Nghiên cứu tỷ lệ pha trộn hợp lý giữa dầu dừa và dầu diesel dùng làm nhiên liệu cho động cơ Diesel nhằm cải thiện các chỉ tiêu kinh tế và môi trường

1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Tuỳ thuộc vào phương thức sản xuất và sử dụng, nhiên liệu sinh học có thể phân làm 4 nhóm chính
như sau:










Hiện nay có thể chia công nghệ sử dụng mỡ động vật và dầu thực vật làm nhiên liệu (với tỷ lệ thích
hợp) cho động cơ diesel thành hai hướng chính:
(1). Xử lý về mặt hoá học để mỡ động vật và dầu thực vật có được những tính chất tương đương với
diesel dầu mỏ (DO). Dầu qua xử lý như vậy gọi là biodiesel.
(2). Xử lý về mặt cơ - lý để dầu thực vật đạt được một số yêu cầu cơ bản của nhiên liệu DO. Theo
hướng này, công nghệ chủ yếu theo 2 nhánh sau:
- Thứ nhất, chế tạo bộ chuyển đổi thành hệ thống nhiên liệu kép hoặc chế tạo bộ phun nhiên liệu
chuyên dùng cho SVO thành hệ thống nhiên liệu đơn.
- Thứ hai, tạo hỗn hợp dầu thực vật với dung môi có độ nhớt thấp (như: dầu hỏa, ethnol, dầu
diesel ), và chất phụ gia đạt tiêu chuẩn nhiên liệu dùng cho động cơ diesel.
Trong đề tài này, NCS chọn giải pháp tạo hỗn hợp vì:
- Việc chế tạo, lắp đặt thêm bộ chuyển đổi hoặc bộ phun chuyên dùng SVO có khả năng sử dụng đến
100% dầu thực vật nguyên chất nhưng sẽ làm đội giá thành hệ thống nhiên liệu, gây phức tạp trong sử dụng.
- Không cần có nhà máy xử lý với quy mô công nghiệp như biodiesel, hiện giá thành thiết bị còn rất

cao (30.000 EU cho thiết bị có năng suất 50lít/ mẻ).
Mặt khác, biodiesel dễ bị nhiễm khuẩn làm giảm sút chất lượng, dầu biodiesel làm hư hỏng vật liệu
tổng hợp PVC, các ống dẫn cao su, vòng đệm. Chưa tìm thấy công trình nào công bố tác hại tương tự khi sử
dụng công nghệ tạo hỗn hợp.
- Sử dụng trực tiếp dầu thực vật từ các cơ sở sản xuất dầu hiện có, đặc biệt là dầu không ăn được,
tạo hỗn hợp với chất phụ gia và nhiên liệu DO sẽ hạ giá đầu vào nhiên liệu. Giải pháp này không đòi hỏi
người sử dụng trình độ cao, rất phù hợp với điều kiện nước ta.
Trong lĩnh vực Nông - Lâm - Ngư và giao thông ở Việt Nam, động cơ diesel được sử dụng rất phổ
biến (trên 90%). Đến tháng 10/2011 cả nước có gần 500.000 máy kéo các loại sử dụng trong nông nghiệp,
với tổng công suất trên 5 triệu mã lực (cv); 580.000 máy tuốt đập lúa; 17.992 máy gặt lúa các loại Đến cuối
năm 2008, số lượng tàu cá Việt Nam lên đến 128.000 chiếc với tổng công suất trên 6.784.000 cv (bình quân
53 cv/chiếc). Ngoài ra, tàu giao thông vận tải đường sông, dịch vụ du lịch cũng có số lượng rất lớn. Như
vậy, nếu dùng dầu thực vật làm nhiên liệu thay thế cho động cơ diesel sẽ tiết kiệm được một lượng ngoại tệ
lớn cho quốc gia và hạn chế ô nhiễm môi trường.
NHIÊN LIỆU SINH HỌC
BIOFUELS
DIESEL
SINH HỌC
Biodiesel
NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI
Biomass
DẦU THỰC VẬT
NGUYÊN GỐC - SVO
Straight Vegetable Oil

ETHANOL


2

Dầu thực vật Việt Nam được chế biến từ các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật gồm: đậu nành, đậu
tương, đậu phụng (lạc), vừng, dừa, cám gạo…trong đó phổ biến nhất là dầu dừa. Dầu dừa có độ nhớt, khối
lượng riêng, điểm chớp lửa thấp nhất, chỉ số cetan cao nhất. Đây là lợi điểm đáng kể khi sử dụng làm nhiên
liệu thay thế, hơn nữa sản lượng dầu dừa đứng đầu trong 3 loại dầu thực vật phổ biến ở Việt Nam. Gần đây
xuất hiện thêm một số loại dầu không ăn được như: dầu cây cọc rào (jatropha), dầu cây rong tảo,…đầy tiềm
năng nhưng chưa thành thương phẩm.
Từ những luận cứ trên, thấy rằng: “Nghiên cứu tỷ lệ pha trộn hợp lý giữa dầu dừa và dầu diesel
dùng làm nhiên liệu cho động cơ Diesel nhằm cải thiện các chỉ tiêu kinh tế và môi trường” là rất cấp thiết
trong bối cảnh hiện nay.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel đến các chỉ tiêu kinh tế và môi trường
trên động cơ diesel, từ đó xác định công thức hỗn hợp làm tham số đầu vào cho việc thiết kế Hệ thống
nhiên liệu chuyển đổi. Để giải quyết mục tiêu của đề tài, NCS đặt ra giả thuyết:
- Động cơ diesel có thể hoạt động được nếu sử dụng nhiên liệu mới có tính chất (chủ yếu là độ nhớt
và chỉ số cetan) tương đương nhiên liệu truyền thống.
- Chỉ tiêu kinh tế, môi trường của động cơ thay đổi theo tính chất nhiên liệu.
3. Đối tượng nghiên cứu: Nhiên liệu thay thế dùng cho động cơ diesel
4. Phạm vi nghiên cứu: Hỗn hợp dầu dừa, chất phụ gia và dầu diesel làm nhiên liệu cho động cơ
diesel.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
1. Về khoa học
- Xây dựng cơ sở lý thuyết sử dụng hỗn hợp dầu dừa, dầu diesel làm nhiên liệu cho động cơ diesel;
Xác lập công thức tính và xây dựng các thông số nhiệt động cho nhiên liệu hỗn hợp: dầu dừa, dầu diesel và
chất phụ gia làm nhiên liệu cho động cơ diesel;
- Xác định các điều kiện mô phỏng (điều kiện ban đầu và điều kiện biên) khi sử dụng hỗn hợp nhiên
liệu dầu dừa với dầu diesel; Xác định yếu tố điều chỉnh chính của nhiên liệu hỗn hợp cho quá trình mô phỏng
là thời gian phun và thời gian cháy trễ thông qua tính chất nhiên liệu là độ nhớt và chỉ số cetan;
- Dẫn liệu khoa học về kết quả chạy thử nghiệm nhiên liệu hỗn hợp từ dầu dừa, dầu diesel và chất
phụ gia trên cụm thử nghiệm chuyên dùng AVL.

2.Về thực tiễn
- Đề xuất giải pháp sử dụng nhiên liệu hỗn hợp cho các động cơ diesel;
- Chuyển đổi thành công hệ thống nhiên liệu động cơ diesel sang sử dụng nhiên liệu hỗn hợp dầu
dừa, chất phụ gia và dầu diesel. Góp phần khai thác nhiên liệu sinh học cho động cơ diesel để thay thế một
phần nguồn nhiên liệu truyền thống đang ngày càng khan hiếm và giảm ô nhiễm môi trường.
6. Phương pháp nghiên cứu:
1. Nghiên cứu lý thuyết:
- Nghiên cứu tài liệu về những lý thuyết hiện đại đã và đang được phát triển trên thế giới về các quá
trình phun nhiên liệu, hình thành hỗn hợp và cháy trong động cơ diesel khi sử dụng nhiên liệu thay thế.
- Phân tích lựa chọn mô hình toán hợp lý trong ứng dụng xác định thông số của tia phun nhiên liệu
dầu dừa so với nhiên liệu diesel làm cơ sở cho giải pháp sử dụng nhiên liệu hỗn hợp
- Mô phỏng bằng phần mềm ảnh hưởng của tỷ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel đến quá trình cháy
trong động cơ làm cơ sở chọn số mẫu nhiên liệu thực nghiệm
2. Nghiên cứu thực nghiệm:

3

- Xác định sự tương quan nhiệt - nhớt của các mẫu nhiên liệu hỗn hợp ứng với các tỷ lệ pha khác
nhau, từ đó xác định khoảng tỷ lệ pha hợp lý.
- So sánh và kiểm chứng các đặc tính công suất, đặc điểm quá trình cháy, chỉ tiêu kinh tế và môi
trường của động cơ khi sử dụng dầu diesel với các mẫu nhiên liệu hỗn hợp trên băng thử chuyên dùng.
7. Nội dung nghiên cứu:
1. Tổng luận và nghiên cứu cơ sở lý thuyết sử dụng hỗn hợp dầu dừa và dầu diesel làm nhiên liệu
cho động cơ diesel;
2. Lựa chọn mô hình toán và mô phỏng bằng phần mềm quá trình phun và cháy nhiên liệu dầu dừa -
dầu diesel trong động cơ diesel;
3. Đánh giá ảnh hưởng khi thay đổi tỷ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel đến các chỉ tiêu kinh tế và môi
trường của động cơ diesel.
8. Kết cấu Luận án
Luận án được kết cấu thành 4 chương:

1. Tổng quan về sử dụng nhiên liệu sinh học cho động cơ diesel.
2. Cơ sở lý thuyết sử dụng hỗn hợp dầu dừa và dầu diesel làm nhiên liệu cho động cơ diesel.
3. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel đến chỉ tiêu kinh tế và môi trường của
động cơ diesel bằng phần mềm mô phỏng;
4. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel đến chỉ tiêu kinh tế và
môi trường của động cơ diesel;.
9. Hạn chế của Luận án
Luận án chưa nghiên cứu giải quyết được các vấn đề có liên quan như: Công thức phân tử của nhiên
liệu hỗn hợp; Độ ổn định của nhiên liệu hỗn hợp theo thời gian và điều kiện bảo quản.


Chương 1- TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH HỌC
CHO ĐỘNG CƠ DIESEL
Khái niệm cũng như công nghệ chế biến và sử dụng nhiên liệu sinh học cho động cơ diesel là khá
rộng. Phạm vi của đề tài này chỉ đề cập đến nhiên liệu lỏng: biodiesel và SVO.
1.1. Sử dụng nhiên liệu biodiesel
Biodiesel là một loại nhiên liệu có tính chất tương đương với nhiên liệu dầu diesel nhưng được sản
xuất từ dầu thực vật hay mỡ động vật. Về phương diện hóa học thì biodiesel là methyl ester của những axít
béo. Nguyên liệu sản xuất biodiesel từ động vật là mỡ cá tra, cá basa, mỡ gà,… còn từ thực vật: dầu dừa, dầu
đậu nành, dầu hạt cải, dầu hướng dương, dầu mè, dầu lạc,…
Ưu điểm chính của là có thể sử dụng trong các động cơ diesel thông dụng mà không cần cải tạo lớn,
biodiesel hoà trộn tốt với nhiên liệu DO.
Nhược điểm chính của biodiesel là:
- Phải xử lý hoá học, đầu tư dây chuyền công nghệ làm gia tăng giá thành nhiên liệu.
- Biodiesel hoạt động như một chất hoà tan, nên pha vào dầu diesel (DO) không tương thích với một
số loại hợp chất nhựa tổng hợp và cao su tự nhiên.
- Dầu diesel sinh học có tốc độ lão hoá cao
1.2. Sử dụng trực tiếp dầu thực vật làm nhiên liệu (SVO)
Bên cạnh biodiesel còn có nhiều công trình nghiên cứu lắp đặt thêm cụm thiết bị chuyển đổi để động
cơ diesel có thể hoạt động trực tiếp với dầu thực vật hoặc hỗn hợp giữa chúng với chất pha mà không cần chế

biến thành biodiesel. Công nghệ này được gọi là “sử dụng trực tiếp dầu thực vật” (Straight Vegetable Oil)
gọi tắt là SVO.
1.2.1. Sử dụng dầu thực vật nguyên chất.

4

Theo cách này, dầu thực vật có thể được sử dụng trực tiếp cho các động cơ diesel không cần sử
dụng phụ gia hoặc xử lý hoá học như biodiesel.
SVO cho các động cơ diesel trên thế giới được chiết xuất từ hạt cải, hạt hướng dương, đậu tương,
cọ, dừa, đậu phụng,…
Từ những năm 1970, nhiều công trình nghiên cứu cải tiến động cơ diesel để sử dụng SVO. Công ty
Elsbett (Đức) đã đi tiên phong về công nghệ này, động cơ "Elsbett" của công ty này là động cơ ô tô diesel
đầu tiên trên thế giới sử dụng SVO.
Tổng hợp các nghiên cứu sử dụng SVO rút ra kết luận: “100% các loại dầu thực vật chưa xử lý
không thể làm nhiên liệu thay thế hợp lý cho nhiên liệu diesel”
Công nghệ sử dụng trực tiếp dầu thực vật chủ yếu là hâm nóng kết hợp pha loãng dầu để đạt được độ
nhớt tương đương với nhiên liệu DO. Điều này giúp cho chất lượng phun dầu tốt và kết quả là quá trình cháy
trong động cơ hoàn toàn hơn. Hiện nay, trên thế giới phổ biến có hai loại hệ thống nhiên liệu dùng SVO: Hệ
thống nhiên liệu kép; Hệ thống nhiên liệu chỉ có SVO.
1.2.1.1. Hệ thống nhiên liệu kép: Đây là loại hệ thống dùng nhiên liệu DO để khởi động và dừng
động cơ đúng qui cách như động cơ dùng nhiên liệu diesel truyền thống. Theo hướng này, các công trình của
PGS.TS Nguyễn Thạch - Khoa Kỹ thuật Giao thông, Đại học Bách khoa Tp.HCM đã cho những kết quả tốt.
Giải pháp này phù hợp với trạm Diesel - Máy phát điện có công suất vừa và lớn.
1.2.1.2. Hệ thống nhiên liệu chỉ có SVO: Các động cơ có bộ nhiên liệu bổ sung có thể chạy với 100%
SVO mà không cần dùng dầu diesel. Hầu hết, chúng đặc trưng bởi vòi phun, bơm nhiên liệu bổ sung và bộ
lọc phụ. Giải pháp này can thiệp sâu vào kết cấu động cơ, thậm chí chỉ thích hợp cho động cơ thiết kế mới.
1.2.2. Sử dụng nhiên liệu hỗn hợp dầu thực vật và chất pha.
Nội dung nghiên cứu chính là xử lý về mặt cơ - lý để dầu thực vật đạt được một số yêu cầu cơ bản
của nhiên liệu diesel truyền thống (DO). Theo hướng này, công nghệ chủ yếu là:
1.2.2.1. Pha dầu thực vật với dung môi hòa tan có độ nhớt thấp

Nhánh này đã có một số nghiên cứu của:
Ao Hùng Linh (2005). Ứng dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel DS-60R.
Hồ Đức Tuấn (2008). Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất pha Ethanol trong hỗn hợp nhiên
liệu dầu dừa – Ethanol đến một số thông số kỹ thuật cơ bản của động diesel.
NCS đã có công trình:
Nghiên cứu thử nghiệm dầu thực vật Việt Nam làm nhiên liệu cho động cơ diesel tàu cá cỡ nhỏ, Đề
tài NCKH cấp bộ B2006-13-09.
Dung môi sử dụng trong các đề tài trên là dầu hỏa và ethanol, tùy theo tỷ lệ pha, hỗn hợp có thể cần
sấy nóng hoặc không.
1.2.2.2. Pha dầu thực vật và chất phụ gia với dầu diesel (DO)
Xuất phát từ cơ sở lý thuyết nhiên liệu dùng cho động cơ diesel; sự hình thành hỗn hợp cháy và cháy
nhiên liệu trong động cơ, hai vấn đề cần ưu tiên giải quyết khi sử dụng nhiên liệu thay thế là:
a/ Xử lý độ nhớt: 100% hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel sử dụng trong lĩnh vực Nông-Lâm-
Ngư hiện tại dùng dầu diesel độ nhớt thấp. Hệ thống này không thể hoạt động với nhiên liệu có độ nhớt cao
hơn tiêu chuẩn DO. Nhiên liệu hỗn hợp do có mặt dầu thực vật độ nhớt cao, vì vậy cần phải:
- Một là, pha dầu thực vật vào dầu diesel với tỷ lệ đủ nhỏ để độ nhớt vẫn nằm trong giới hạn tiêu
chuẩn của nhiên liệu DO mà không cần gia nhiệt.
- Hai là, pha dầu thực vật vào dầu diesel với tỷ lệ đủ lớn nhưng công nghệ chuyển đổi hệ thống nhiên
liệu động cơ không quá phức tạp, không can thiệp vào kết cấu động cơ và giá thành chấp nhận được. Theo
lựa chọn này buộc phải sấy nóng hỗn hợp đến nhiệt độ nhất định để độ nhớt đạt tiêu chuẩn.

5

b/ Cải thiện chất lượng quá trình cháy: Nhìn chung, chất lượng quá trình cháy giảm khi tăng tỷ lệ dầu
thực vật, vì vậy cần pha chất phụ gia vào hỗn hợp. Chất phụ gia phải chọn theo tiêu chí giảm tiêu hao nhiên
liệu và ô nhiễm môi trường.
Theo nhánh này, NCS đã có những thành công bước đầu trong đề tài NCKH cấp bộ B2009-13-42:
Nghiên cứu công nghệ chuyển đổi hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel tàu thủy cỡ nhỏ sang sử dụng nhiên
liệu hỗn hợp dầu dừa, chất phụ gia và dầu DO

Tóm lại, từ kiến giải trên, nổi rõ vấn đề cần nghiên cứu: Xác định tỷ lệ pha dầu thực vật hợp lý vào
dầu diesel (có phụ gia) để hỗn hợp này có thể làm nhiên liệu cho động cơ diesel, thỏa mãn các chỉ tiêu kinh
tế và môi trường.
Vì vậy: “Nghiên cứu tỷ lệ pha trộn hợp lý giữa dầu dừa và dầu diesel dùng làm nhiên liệu cho
động cơ Diesel nhằm cải thiện các chỉ tiêu kinh tế và môi trường” là đề tài mà NCS sẽ trình bày trong
Luận án này.
Nội dung nghiên cứu đã trình bày ở phần Mở đầu
Tiến trình nghiên cứu sẽ thực hiện theo sơ đồ trên Hình 1-2.













Hình 1-1. Sơ đồ khối quá trình nghiên cứu
Trong đó:
x
1
%:

Cận dưới của tỷ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel (không gia nhiệt) sao cho độ nhớt nằm ở giới
hạn trên của tiêu chuẩn dầu diesel.
x

2
%:

Cận trên của tỷ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel và gia nhiệt hỗn hợp đến 80
0
C (trên nhiệt độ này
độ nhớt giảm không đáng kể), tỷ lệ đủ lớn nhưng độ nhớt vẫn nằm trong tiêu chuẩn dầu diesel.
x% (x
1,
x
2
): tỷ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel có gia nhiệt làm các mẫu nhiên liệu thử nghiệm.
Pg: Chất phụ gia;
T(
0
C): Nhiệt độ sấy hỗn hợp.



x
2

M
ục ti
êu

Nội dung nghiên cứu

1
2

3


Chỉ tiêu kinh tế
g
e


η
t

Chỉ tiêu môi trường
NO
x

K%
%
HC

CO
x


B100
(SVO)

B00 (DO)
x%+P
g

T
0
C

0
x
1

SƠ ĐỒ KHỐI QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU

6

Chương 2- CƠ SỞ LÝ THUYẾT SỬ DỤNG HỖN HỢP DẦU DỪA
VÀ DẦU DIESEL LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL
Với động cơ diesel (do nén áp suất cao, nhiên liệu tự bốc cháy) ngoài đặc điểm cấu tạo động cơ thì
tính chất nhiên liệu có ý nghĩa quyết định đặc tính phun, chất lượng hình thành hỗn hợp, quá trình cháy và
phát thải trong động cơ. Điều đó cũng có nghĩa là, các chỉ tiêu công tác mà chủ yếu là chỉ tiêu kinh tế và môi
trường phụ thuộc vào tính chất loại nhiên liệu sử dụng.
Như đã trình bày ở phần Tổng quan, chủ ý của NCS khi sử dụng nhiên liệu thay thế trên động cơ
diesel là không can thiệp vào kết cấu động cơ mà chỉ lắp thêm bộ tạo hỗn hợp vào Hệ thống nhiên liệu. Và
như thế, theo mô tả trên sơ đồ ở Hình 2-1, khi cô lập kết cấu động cơ và tham số của hệ thống nạp, các chỉ
tiêu kinh tế và môi trường của động cơ chỉ còn phụ thuộc vào tính chất nhiên liệu. Nghiên cứu mối quan hệ
này cũng chính là mục tiêu của đề tài Luận án.
Với lập luận như vậy, phần cơ sở lý thuyết sẽ trình bày các ý cơ bản sau:
- Trên cơ sở lý thuyết về nhiên liệu dùng cho động cơ diesel chỉ ra những thông số cần xử lý khi
dùng dầu dừa làm nhiên liệu thay thế.
- Phân tích ảnh hưởng của các thông số: độ nhớt, khối lượng riêng, sức căng bề mặt… của nhiên liệu
đến cấu trúc tia phun. Sự ảnh hưởng này được mô tả bằng các biểu đồ và công thức toán học, làm cơ sở phân
tích cấu trúc tia phun và hình thành giải pháp sử dụng dầu dừa làm nhiên liệu.
- Nội dung quan trọng tiếp theo là cơ sở lý thuyết về hình thành hỗn hợp, quá trình cháy và phát thải,

bao gồm: các biểu đồ, mô tả toán học, mô hình…Trên cơ sở đó, với sự hỗ trợ của máy tính thông qua phần
mềm chuyên dụng giúp nghiên cứu ảnh hưởng của tính chất nhiên liệu đến chỉ tiêu kinh tế và môi trường
bằng mô phỏng (Chương 3).
Cơ sở lý thuyết này còn cho phép lý giải kết quả nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tính chất
nhiên liệu đến chỉ tiêu kinh tế và môi trường (Chương 4).
2.1. Nhiên liệu dùng cho động cơ diesel
Các chỉ tiêu cơ bản của nhiên liệu diesel gồm:
2.1.1. Độ nhớt
2.1.2. Nhiệt trị
2.1.3. Nhiệt độ chớp lửa và nhiệt độ bốc cháy.
2.1.4. Nhiệt độ vẩn đục và nhiệt độ đông đặc.
2.1.5. Khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu
Để định lượng tính bốc cháy của nhiên liệu, có thể sử dụng các đại lượng:
2.1.5.1. Thời gian cháy trễ (
τ
i
)
2.1.5.2. Số cetan
2.1.6. Khối lượng riêng
2.1.7. Tính bay hơi
2.1.8. Sức căng bề mặt.
Sức căng bề mặt (σ) là thông số quan trọng ảnh hưởng lớn đến cấu trúc tia phun nhiên liệu.
Ngoài ra, nhiên liệu diesel còn có một số tính chất khác nhưng không hoặc ảnh hưởng rất ít đến cấu
trúc tia phun nên không được xem xét ở đây.

2.2. Lý thuyết quá trình phun nhiên liệu và cấu trúc tia phun nhiên liệu dầu dừa trong động cơ
diesel
2.2.1. Lý thuyết quá trình phun nhiên liệu trong động cơ diesel
2.2.1.1. Cơ chế phá vỡ của tia phun chất lỏng

7


Hình 2-1. Sơ đồ mô tả sự hình thành hỗn hợp và cháy nhiên liệu
của động cơ diesel
Cơ chế phá vỡ của tia phun chất lỏng phụ thuộc vào vận tốc tương đối và các thuộc tính của chất
lỏng và khí bao quanh, sự phá vỡ của tia phun chất lỏng được quy định bởi các cơ chế phân rã khác nhau.
Các cơ chế này thường được đặc trưng bởi khoảng cách giữa miệng lỗ phun tới điểm hình thành giọt nhỏ đầu
tiên, gọi là độ dài phân rã và kích thước của các giọt nhỏ được tạo ra. Có thể chia thành bốn giai đoạn phân
rã tia phun, giai đoạn Rayleigh, giai đoạn nhiễu loạn sơ cấp, giai đoạn nhiễu loạn thứ cấp và giai đoạn tán
nhỏ hạt (phun sương).
HC

B
ồ h
óng

N
O
x

Truyền nhiệt
Khuếch tán của
sản phẩm cháy
Cháy trễ
Đặc tính trễ phun
Đ
ặc tính bay h
ơi

C
ấu trúc tia
phun

(phân bố hạt, sự
xâm nhập tia phun, góc nón phun)
Đặc điểm quá trình phun
(Quy luật phun, thời điểm phun)
Đặc điểm chuyển
động của không khí
(xoáy, rối
)
Tính chất nhiên liệu

Đặc tính tăng áp
EGR
Sự bốc cháy
Quá trình cháy
Hiệu
suất
nhiệt

Phát thải
Khí xả
Cháy trước một phần hòa khí
Cháy khuếch tán
Hỗn hợp nhiên liệu, không khí
Kết cấu buồng đốt
Kết cấu cửa nạp Hệ thống phun

Không
khí
Nhiên
liệu

8

Hình 2-2 là sơ đồ Ohnesorge (Ohnesorge W., 1931), ở đó Z là hàm của của Re. Với điều kiện ổn
định, phân biệt được sự khác nhau giữa bốn cơ chế phân rã tia phun. Tuy nhiên, chỉ mô tả các tính chất pha
lỏng trong các cơ chế trên là không đủ, vì sự xé tơi hạt (phun sương) có thể được tăng cường bằng cách tăng
mật độ khí.

Hình 2-2. Sơ đồ Ohnesorge: Cơ chế phá vỡ tia phun
Vì vậy, Reitz (Reitz R.D., Bracco F.V. - 1986) đề cập tỷ lệ mật độ khí/lỏng và mở rộng sơ đồ
Ohnesorge hai chiều thành ba chiều như Hình 2-3.

Hình 2-3. Sơ đồ ảnh hưởng của mật độ khí đến sự phá vỡ tia phun


Hình 2-4. Sơ đồ mô tả cơ chế phá vỡ tia phun
2.2.1.2. Cơ chế phá vỡ giọt chất lỏng
Nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra rằng, cơ chế phá vỡ giọt phụ thuộc vào số Weber khác nhau. Hình 2-
5 cho thấy tóm tắt cơ chế phân rã giọt, tại số Weber rất thấp gần giá trị
We
g

= 12, giọt biến dạng không phân
rã. Kết quả sự phân rã của giọt do biến dạng giống như một cái túi. Tại bề mặt hình thành giọt lớn, trong khi
phần còn lại của túi vỡ thành các giọt nhỏ hơn, kết quả có 2 phương thức phân bố kích thước.

9


Hình 2-5. Cơ chế phá vỡ giọt theo Wierzba (Wierzba A., 1993)
2.2.1.3. Cấu trúc của tia phun trong động cơ

Hình 2-6. Sự phân rã của một tia phun diesel hình nón
Ngay sau khi rời khỏi lỗ phun, tia phun bắt đầu tách ra thành hình nón phun. Đây là sự phá vỡ đầu
tiên của chất lỏng được gọi là phân rã sơ cấp và kết quả là các giọt lớn phân bố dày đặc gần các lỗ phun.
Trong trường hợp phun áp suất cao, sự xâm thực tạo bọt và nhiễu loạn bên trong các lỗ phun là cơ
chế phân rã chính. Sự phân rã tiếp theo tạo thành những giọt có kích thước nhỏ hơn được gọi phân rã thứ

10

cấp gây ra do lực khí động tạo bởi vận tốc tương đối giữa các giọt và khí bao quanh, như đã mô tả trong
phần trước.
Những thí nghiệm cơ bản và bán thực nghiệm mối quan hệ của các tham số phun có liên quan của
động cơ diesel như: góc nón, độ dài tia, chiều dài phân rã, và đường kính trung bình của giọt là hàm số của
điều kiện biên đã được thực hiện và công bố bởi nhiều tác giả khác nhau

2.2.2. Phân tích cấu trúc tia phun nhiên liệu dầu dừa.
Sự am hiểu quá trình phân tán và đặc điểm chùm tia có ý nghĩa quan trọng để thiết kế động cơ diesel
và nghiên cứu nhiên liệu thay thế, bởi vì sự cháy trong diesel phụ thuộc chặt chẽ vào chất lượng phun nhiên
liệu vào trong buồng đốt. Hình 2-7 mô tả các thông số chính của tia nhiên liệu. Chiều dài chùm tia S, chiều
dài phân rã L
b
cho ta khái niệm sự phân tán của chùm tia nhiên liệu. Góc nón chùm tia 2
θ
và kích thước
trung bình của các hạt nhiên liệu là kết quả của quá trình phân tán.

2.2.2.1. Chiều dài phân rã L
b
:
Tia nhiên liệu lỏng phun ra không phân rã ngay sau khi ra khỏi lỗ vòi phun, mà trải qua một phần
nào đó của chùm tia mới phân rã thành hạt. Chiều dài đó gọi là chiều dài phân rã L
b
. Chiều dài của L
b

khoảng (20 ÷ 30) mm.











Hình 2-7. Thông số của tia phun
2.2.2.2. Kích thước hạt nhiên liệu:
Tính bằng đường kính trung bình Sauter (D
32
)
2.2.2.3. Chiều dài chùm tia nhiên liệu S:
Chiều dài chùm tia nhiên liệu S tỷ lệ thuận với căn bậc hai của thời gian tính từ lúc bắt đầu phun
nhiên liệu.
2.2.2.4. Góc nón chùm tia nhiên liệu 2

θ

Để khảo sát về mặt lý thuyết tia phun nhiên liệu của dầu dừa so với dầu diesel, cần giả thiết rằng các
điều kiện kỹ thuật của động cơ không đổi, khi đó, tính toán các thông số cơ bản của chùm tia nhiên liệu như
trong Bảng 2.1.

Phân bổ kích cỡ giọt nhiên liệu
Góc phun
Chiều dài
phân rã- Lb
Độ xuyên sâu - S

11

Bảng 2.1: Kết quả tính toán lý thuyết các thông số cơ bản của chùm tia nhiên liệu
đối với nhiên liệu diesel và dầu dừa.
Thông số Mô hình tính toán

Công thức tính toán Dầu diesel Dầu dừa
Chiều dài phân
rã, mm
Reitz and Diwakar
or Kelvin-
Helmholz (KH),
1987

26,572 27,799
Thời gian phân
rã, ms
Levich, 1962

1,688 1,848
Đường kính
trung bình
Sauter,
µ
m
Hiroyasu and
Kadota, 1974

39,503 39,038
Chiều dài chùm
tia, mm
Hiroyasu and Arai,
1980
0 < t < t
b





41,989



43,928


Góc nón chùm

tia, độ
Hiroyasu and Arai,
1980

43,9415 43,9415
Trong đó:
d
0
– đường kính lỗ phun.
C
b
– hệ số, theo mô hình Levich C
b
= 15,8; theo mô hình của Reitz và Diwakar or Kelvin-
Helmholz (1987) thí nghiệm với áp suất phun cao có xảy ra hiện tượng xâm thực bọt khí thì C
b
=10.
D
32
– Kích thước trung bình Sauter, µm;
∆p – Chênh lệch áp suất, Pa;
ρ
g
– Khối lượng riêng của không khí, kg/m
3
;
Q – Lượng nhiên liệu phun trong một chu trình, kg/m
3

Bảng 2.1 cho thấy:

- Sai lệch chiều dài phân rã L
b
của dầu dừa với nhiên liệu diesel không lớn (khoảng 5%).
- Thời gian phân rã t
b
của dầu dừa lớn hơn diesel gần 9%.
- Chiều dài của tia nhiên liệu trong thời gian t < t
b
dầu dừa lớn hơn nhiên liệu diesel gần 5%.
Như vậy, có thể nhận định:
- Trên quan điểm kích thước cơ bản của tia nhiên liệu thì có thể sử dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho
động cơ diesel.
- Chiều dài L
b
của dầu dừa lớn hơn nhiên liệu diesel, như vậy cần tăng áp suất phun p
ph
.
g
l
b
dL
ρ
ρ
0
10=
p
d
dt
g
l

b
∆
=
0
0
8,29
ρ
ρ
(
)
( )
( )
131,0121,0
135,0
3
32
10.33,2
Q
pD
g
ρ
−
∆=
l
p
tS
ρ
∆
=
2

39,0
25,0
2
2
0
05,02








∆
=
g
g
pd
µ
ρ
θ

12

- Thời gian phân rã t
b
dầu dừa lớn hơn nhiên liệu diesel, đây là thông số ảnh hưởng nhiều đến thời
gian cháy trễ của động cơ, vì vậy cần tăng góc phun sớm của động cơ khi chuyển sang sử dụng dầu dừa làm
nhiên liệu.

Cần chú ý rằng, các nhận định trên được xét trong điều kiện độ nhớt của dầu thực vật nguyên chất
(100% SVO) được hâm nóng đạt độ nhớt tương đương với nhiên liệu diesel.
Như đã trình bày, cấu trúc (vĩ mô và vi mô) của tia phun nhiên liệu quyết định chất lượng hình
thành hỗn hợp cháy (nhiên liệu và không khí) và do đó chi phối chất lượng quá trình cháy trong động cơ
diesel. Cấu trúc này phụ thuộc vào thông số phun, buồng cháy và các tính chất vật lý của nhiên liệu, đáng kể
nhất là: Độ nhớt, khối lượng riêng, sức căng mặt ngoài, tính bay hơi. Để chuyển động cơ diesel sang sử dụng
nhiên liệu dầu dừa mà không can thiệp sâu vào kết cấu, ngoài việc cải thiện khả năng tự bốc cháy, nhất thiết
phải có giải pháp để các thông số kể trên tương đồng với nhiên liệu truyền thống (DO).
2.3. Các vấn đề cần giải quyết khi sử dụng dầu dừa làm nhiên liệu cho động cơ diesel
Bảng 2.2: Thành phần hóa học và các chỉ tiêu nhiên liệu
của dầu dừa so với dầu diesel [7]
Thành phần hóa học Dầu dừa Dầu diesel
Cacbon 72,00 86,60
Hydro 12,00 13,40
Oxy 16,00 0,00
Tỷ lệ C/H 6,00 6,46
Tỉ số lượng không khí/Lượng nhiên
liệu (A/F)
11,83 14,51
Các chỉ tiêu nhiên liệu
Khối lượng riêng, (g/cm
3
) 0,913 0,836
Sức căng bề mặt ở 20
0
C/80
0
C,
(mN/m)
33,4/28,4 26,2/23,4

Hàm lượng tro, % 0,02 ÷ 0,05
Hàm lượng iod, gI
2
/100g 21,3 ÷ 22,1
Độ nhớt ở 20
0
C, (cSt)
40
0
C
30 ÷ 37
28,92÷29,03
3÷6
1,3-2,4
Chỉ số cetan, (CN) 40÷42 45÷50
Điểm đục, (
0
C) 20÷28 (-14)÷(-18)
Điểm chớp lửa, (
0
C) 110 60
Nhiệt trị, (MJ/kg;Kcal/kg) 37,1/8.875 43,8/10.478
2.3.1. Về thành phần hóa học

13

Về thành phần hóa học của dầu dừa so với dầu diesel (Bảng 2.2): hàm lượng C ít hơn 14,6%, hàm
lượng H ít hơn 12% còn lượng O thì lớn hơn rất nhiều (dầu diesel chỉ có vài phần ngàn O, còn dầu dừa có
16% O, cho nên dầu dừa là nhiên liệu có chứa nhiều oxy).
Chính vì điều này mà dầu dừa có thể làm việc với lượng dư không khí nhỏ mà vẫn cháy hoàn toàn.

Đây là một thuận lợi khi tạo hỗn hợp cháy, do quá trình tạo hỗn hợp cháy trong động cơ diesel khó đồng
nhất.
2.3.2. Về các thông số nhiên liệu
Về các thông số nhiên liệu có thể nhận định và xử lý như sau:
2.3.2.1. Độ nhớt
Độ nhớt của dầu dừa ở nhiệt độ 20
0
C cao hơn so với dầu diesel khoảng (6 ÷12) lần, nhưng đường
cong chỉ thị độ nhớt rất dốc.
a/ Các phương pháp làm giảm độ nhớt
Để giảm độ nhớt của dầu dừa có thể sử dụng các phương pháp xử lý sau:
(1). Phương pháp sấy nóng
Phương pháp này dựa trên đặc tính thay đổi của độ nhớt theo nhiệt độ.
(2). Phương pháp pha loãng
Phương pháp pha loãng là một trong những phương pháp đơn giản làm giảm độ nhớt, có thể sử
dụng các dung môi pha loãng khác nhau.
(3). Phương pháp Craking
Có thể hình dung quá trình craking dầu thực vật gần giống như quá trình craking dầu mỏ.
(4). Phương pháp nhũ tương hoá
Nhiên liệu ban đầu là dầu thực vật, rượu và chất tạo sức căng bề mặt với thiết bị tạo nhũ có thể tạo ra
nhũ tương dầu thực vật - rượu, trong đó các hạt rượu được phân bố đều trong nhũ tương.
(5). Phương pháp ester hoá (điều chế biodiesel)
b/ Giải pháp xử lý
Qua phân tích ta thấy, chọn giải pháp phối hợp pha loãng và sấy nóng có những ưu điểm:
(1). Không cần có nhà máy xử lý với quy mô công nghiệp như phương pháp Craking hay điều chế
Biodiesel, hiện giá thành thiết bị còn rất cao
(2). Sử dụng trực tiếp dầu thực vật từ các cơ sở sản xuất dầu hiện có, pha loãng với dầu diesel (DO)
và sấy nóng sẽ hạ giá đầu vào nhiên liệu, thích hợp với động cơ công suất nhỏ tĩnh tại và cơ giới thủy, bộ.
Kết quả xử lý bằng giải pháp pha loãng phối hợp sấy nóng để giảm độ nhớt hỗn hợp dầu dừa và dầu
diesel cho ở Bảng 2.3. Ở đó, giới hạn trên của tỷ lệ pha dầu dừa là 25% thể tích ( ký hiệu là B25) khống chế

bởi nhiệt độ sấy hỗn hợp ≤ 80
o
C.
Bảng 2.3: Độ nhớt (
0
E) hỗn hợp dầu dừa và dầu diesel
theo tỷ lệ pha và nhiệt độ sấy
T(
o
C) B05 B10 B15 B20 B25
30 1,27 1,31 1,37 1,40 1,43
40 1,25 1,29 1,33 1,36
1.38
50 1,23 1,27 1,30 1,32 1,33
60 1,22 1,25 1,28 1,29 1,30
70 1,21 1,23 1,25 1,26 1,27
80 1,20 1,21 1,22 1,23
1,24

14

Qua kết quả khảo sát, khi sấy đến 80
0
C độ nhớt các hỗn hợp gần như nhau và tương đương độ nhớt
của dầu diesel (ở nhiệt độ phòng thử nghiệm). Riêng hỗn hợp dưới 10% dầu dừa không cần sấy nếu nhiệt độ
môi trường khoảng 30
0
C, đã có công trình thử nghiệm hỗn hợp Jatropha và DO ở tỷ lệ này được công bố.
Vì vậy, nhiên liệu trong phạm vi đề tài được chọn là hỗn hợp dầu dừa và dầu diesel (B10 – B25) sấy
đến 80

0
C
2.3.2.2. Chỉ số cetan
Số cetan của dầu dừa nguyên chất nhỏ hơn dầu diesel khoảng 12%.
Từ định nghĩa số cetan, gọi:
CN là số cetan của hỗn hợp; x là tỷ lệ phần trăm dầu dừa pha vào dầu diesel.
Khi pha trộn dầu dừa vào DO, mối quan hệ CN và x là tuyến tính CN = ax + b
Với số cetan của dầu dừa: 40 (giới hạn dưới), số cetan của DO: 50 (Bảng 2.4, lấy giới hạn trên), với
phép nội suy ta có hàm:

CN = - 0,06x + 50 (2.1)
Trong đó: CN là trị số cetan của hỗn hợp; x là tỉ lệ % dầu dừa.
Trị số cetan tính toán của các hỗn hợp cho ở Bảng 2.4
Muốn tăng chỉ số cetan cho hỗn hợp có thể dùng biện pháp thêm chất phụ gia "procetane".
Các phụ gia thường dùng như: Acetonperoxid, Ethyl nitrate, Isometyl nitrate đây là các hợp chất
khi cháy gây ô nhiễm.
Chất phụ gia Nano fuel bosster được chiết xuất từ dầu Cọ do đó thân thiện với môi trường, phù hợp
với hướng nghiên cứu. Các phân tử chất phụ gia này làm gãy chuỗi và tái định dạng các phân tử
Hydrocarbon trong nhiên liệu làm tăng khả năng tự bốc cháy và cháy kiệt.
2.3.2.3. Nhiệt trị
Tương tự, sự thay đổi nhiệt trị hỗn hợp theo tỉ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel được tính bằng công
thức:
H = - 16,03 x + 10.478 (2.2)
Trong đó: H là nhiệt trị hỗn hợp (Kcal/kg); x là tỉ lệ % pha dầu dừa. Số liệu ở Bảng 2.4 và 2.5 cho
thấy, nhiệt trị các hỗn hợp nhỏ hơn dầu diesel khoảng 1-3%
2.3.2.4. Khả năng bay hơi.
Về chỉ tiêu này, nhiên liệu dầu dừa tương thích với cả buồng cháy ngăn cách và thống nhất. Điểm
đáng lưu ý là dầu dừa không hoàn toàn bay hơi hết, đây có thể là nguyên nhân gây đóng cặn trên buồng cháy,
việc pha loãng kết hợp sấy nóng sẽ hạn chế hiện tượng này.
2.3.2.5. Sức căng bề mặt.

Khi nhiệt độ > 70
0
C sức căng bề mặt của dầu dừa gần bằng dầu diesel ở nhiệt độ phòng. Như vậy,
khi sấy đến 80
0
C sức căng bề mặt của hỗn hợp tương đương dầu diesel (Bảng 2.4).
Mối quan hệ sức căng bề mặt hỗn hợp và tỷ lệ pha dầu dừa vào dầu diesel được tính bằng:
σ = 0,05x + 23,4 (2.3)
Trong đó: σ là sức căng bề mặt hỗn hợp (mN/m); x là tỉ lệ % pha dầu dừa.
2.3.2.6. Khối lượng riêng.

15

Khi pha loãng và sấy nóng khối lượng riêng của hỗn hợp dầu dừa - DO xấp xỉ với dầu diesel. Mối
quan hệ khối lượng riêng hỗn hợp (g/cm
3
)

và tỷ lệ pha dầu dừa được tính bằng:
ρ = 0,0008x + 0,836 (2.4)
Trong đó: ρ là khối lượng riêng hỗn hợp; x là tỉ lệ % pha dầu dừa
2.3.2.7. Điểm chớp lửa, điểm vẩn đục
Dầu dừa nguyên chất có điểm đục khá cao (>20
0
C) nhưng pha loãng (điểm đục tính toán cho hỗn
hợp < - 4
0
C) và sấy nóng đến 80
0
C thì vấn đề này được giải quyết.

Từ những điều vừa trình bày có thể khẳng định rằng:
Pha loãng dầu dừa và chất phụ gia vào dầu diesel với tỷ lệ 10-25%, sấy nóng đến 80
0
C sẽ tạo ra
nhiên liệu hỗn hợp thỏa mãn các chỉ tiêu cơ bản của dầu diesel truyền thống.
2.4. Giải pháp sử dụng hỗn hợp dầu dừa và dầu diesel làm nhiên liệu cho động cơ diesel.
2.4.1. Phương pháp phối trộn hỗn hợp.
Phương pháp pha thủ công, điểm hạn chế lớn nhất là khó đảm bảo sự đồng nhất hỗn hợp sau khi
pha.
Phương pháp pha nhiên liệu theo qui mô công nghiệp, hỗn hợp, nhiên liệu theo các tỷ lệ được pha
chế ngay trong các nhà máy quy mô lớn và được phân phối đến các điểm cấp nhiên liệu.
Phương pháp dùng thiết bị đồng thể hóa hỗn hợp nhiên liệu, thiết bị đồng thể thủy động làm việc
theo nguyên tắc xâm thực là có thể ứng dụng để xử lý hỗn hợp nhiên liệu.
2.4.2. Phương pháp gia nhiệt cho hỗn hợp.
2.4.2.1. Sấy bằng nước làm mát.
Hệ thống chuẩn bị nhiên liệu với bộ sấy bằng nước có ưu điểm là tận dụng được nhiệt làm mát động
cơ. Tuy nhiên, phải tốn thời gian để sấy nhiên liệu đạt được nhiệt độ như mong muốn.
2.4.2.2. Sấy bằng khí xả.
Hệ thống chuẩn bị nhiên liệu với bộ sấy bằng khí xả có ưu điểm là tận dụng được nhiệt khí xả động
cơ. Nhược điểm là khó ổn nhiệt, nhiệt khí thải ở giai đoạn khởi động thấp nên thời gian sấy dài, không phù
hợp với động cơ công suất nhỏ.
2.4.2.3. Sấy bằng điện
Hệ thống chuẩn bị nhiên liệu với bộ sấy bằng điện một chiều của accu khởi động.
2.4.3. Lựa chọn hệ thống nhiên liệu thay thế
2.4.3.1. Hệ thống nhiên liệu thay thế cho động cơ ôtô, tàu thuyền cỡ nhỏ:
Giải pháp đưa ra là sử dụng bộ phối trộn tự động và sấy nóng nhiên liệu hỗn hợp bằng nguồn điện
một chiều của máy khởi động.
2.4.3.2. Hệ thống nhiên liệu thay thế cho động cơ diesel trong nông nghiệp:
Các máy nông nghiệp thông thường là các máy nhỏ, không có các hệ thống phục vụ chuyên biệt. Do
đó hỗn hợp nhiên liệu được pha sẵn theo qui mô công nghiệp bằng bộ phối trộn tự động (hoặc bằng tay tùy

vào điều kiện sử dụng) và được gia nhiệt bằng nước làm mát.
Từ kết quả phân tích trên, ta có:
(1). Tỷ lệ pha dầu thực vật và chất phụ gia vào dầu DO:
Pha dầu dừa vào dầu diesel (DO) với tỷ lệ lần lượt: 10, 15, 20, 25%
Pha chất phụ gia Nano fuel bosster theo chỉ định của Nhà sản xuất 1/800
Các nhiên liệu hỗn hợp được ký hiệu từ B10 đến B25
(2). Các công thức nội suy từ 2.1 đến 2.4 được sử dụng để:
Đánh giá sự tương hợp các thông số của vật lý của mẫu nhiên liệu thay thế so với nhiên liệu truyền
thống, từ đó hình thành giải pháp sử dụng nhiên liệu mới.

16

Khai báo các thông số, hệ số điều chỉnh thông số đầu vào phục vụ cho nghiên cứu mô phỏng khi
chuyển loại nhiên liệu được trình bày ở chương tiếp theo.


Hình 2-8. Sơ đồ nguyên lý hệ thống thiết bị phối trộn dùng van tiết lưu

Chương 3. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ PHA DẦU DỪA VÀO DẦU DIESEL ĐẾN CHỈ
TIÊU KINH TẾ VÀ MÔI TRƯỜNG BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG.
3.1. Quá trình cháy trong động cơ diesel và mô hình của nó.
Nhiều hướng tiếp cận đã được thực hiện để tạo các mô hình toán học của sự ch áy không đồng nhất.
Các mô hình đó đã miêu tả về nhiệt động lực học, hiện tượng và các mô hình chi tiết.
3.1.1. Mô hình tia phun nhiên liệu.
3.1.1.1. Phân rã sơ cấp
a/ Phương pháp Blob (giọt hình cầu)
Cách tiếp cận này được phát triển bởi Reitz và Diwakar (1987).
b/ Hàm phân bố tia phun hình nón
Phương pháp này giả định rằng, nhiên liệu đã được phun sương hoàn toàn tại miệng ra lỗ vòi phun
và sự phân bố của kích thước các giọt có thể được mô tả bởi các phương trình toán học.

c/ Sự phân rã do nhiễu loạn
Huh và Gosman (1991) đã công bố một mô hình của hiện tượng nhiễu loạn tạo ra sương mù của tia
phun động cơ diesel, nó còn được sử dụng để dự đoán góc nón phun. Mô hình phun sương bắt đầu với các
giọt hình cầu đường kính xấp xỉ đường kính lỗ vòi phun D. Sóng bề mặt ban đầu phát triển do vận tốc tương
đối giữa khí và giọt theo cơ chế Kelvin-Helmholtz (K-H) và phân rã tạo màn sương.
d/ Sự phân rã do xâm thực
Arcoumanis và cộng sự (1997) đã phát triển một mô hình phân rã sơ cấp cho tia nón phun động cơ
diesel mà xâm thực, nhiễu loạn và các hiệu ứng khí động đều được tính đến. Phân rã giọt ban đầu được mô
DO
SVO
Lọc thô
Van tiết lưu

DO
Thùng đồng thể
Gia nhiệt đến 80
0
C
và khuấy trộn
Van tiết lưu

SVO
Động cơ diesel
Đường xả nhiên liệu dư

17

hình hóa bằng cách sử dụng các cơ chế Kelvin-Helmholtz, trong trường hợp phân rã do tác động của lực khí
động, áp dụng mô hình của Huh K.Y., Gosman (1991).
đ/ Sự phân rã do xâm thực và nhiễu loạn

Nishimura và Assanis (2000) đã trình bày một mô hình phân rã sơ cấp gây ra do xâm thực và nhiễu
loạn cho tia nón phun động cơ diesel có tính đến năng lượng nổ vỡ bong bóng khí xâm thực.
3.1.1.2. Phân rã thứ cấp
a/ Mô hình hiện tượng
Arcoumanis C., Gavaises M., French B. (1997), phân biệt cơ chế phân rã thứ cấp theo 7 hình thức
phụ thuộc vào số Weber.
b/ Mô hình phân rã tương tự Taylor: O’Rourke P.J., Amsden A.A. (1987) đề xuất mô hình phân rã
tương tự Taylor
c/ Biến dạng giọt và mô hình phân rã: Ibrahim E.A., Yang H.Q., Przekwas A.J. (1993), đề xuất sự
biến dạng giọt và mô hình phân rã.
d/ Mô hình phân rã Kelvin-Helmholtz:
Mô hình này được đề xuất bởi Reitz R.D. (1990)
đ/ Mô hình phân rã Rayleigh-Taylor:
Các mô hình này dựa trên lý thuyết Taylor G.I. (1963)
3.1.2. Chuyển động rối của không khí và phân tán hỗn loạn
Chuyển động rối của không khí trong xy lanh ảnh hưởng lớn đến chất lượng hình thành hỗn hợp
cháy. Các mô hình chi tiết đa chiều (Gosman - 1985, [20]) đã đề cập đến tốc độ xoáy lốc của không khí. Các
phân toán hỗn loạn được mô tả bởi: Faeth G.M. (1983, 1987) và Gosman A.D., Ioannides E. (1981).
3.1.3. Sự bay hơi của nhiên liệu, tự bốc cháy và cháy trễ
3.1.3.1. Sự bay hơi của nhiên liệu
3.1.3.2. Sự tự bốc cháy của nhiên liệu
Mô hình tự bốc cháy của nhiên liệu sử dụng rộng rãi nhất là mô hình Shell.
Mô hình Shell là mô hình sử dụng nhiều nhất trong mô phỏng tự phát hỏa động cơ diesel hiện nay.
Nó có khả năng mô tả ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất và thành phần hỗn hợp nhiên liệu - không khí khi
cháy trễ.
3.1.3.3. Thời gian cháy trễ.
Hai tiêu chí chung nhất được sử dụng là độ trễ tăng áp suất và độ trễ phát hỏa. Ảnh hưởng của áp
suất và nhiệt độ môi trường đến thời gian cháy trễ được nghiên cứu bởi Arai và cộng sự (1984).
3.1.4. Tỏa nhiệt và truyền nhiệt
3.1.4.1. Tốc độ tỏa nhiệt

Trong các mô hình Wiebe (1956) và Shipinski (1968) tốc độ tỏa nhiệt biểu kiến được xác định bằng
mối quan hệ đơn giản với các thông số vận hành của động cơ. Austen (1960) và Lyn (1962) chia tỷ lệ khối
lượng nhiên liệu trong chu trình phun tạo được mối quan hệ giữa tốc độ tỏa nhiệt biểu kiến và quá trình
phun. Ngoài ra còn một số công trình của Tanasawa (1953), Shipiski (1970) và Ikegami (1967) mô tả mối
quan hệ giữa tốc độ phun, khối lượng bay hơi nhiên liệu với tốc độ tỏa nhiệt biểu kiến.
3.1.4.2. Truyền nhiệt
Có nhiều nghiên cứu đo sự truyền nhiệt trên xy lanh động cơ và các mô hình đã được đưa ra. Các
nghiên cứu về truyền nhiệt chia ra thành: Quá trình nén và giãn nở; quá trình cháy; quá trình thay đổi khí và
toàn bộ chu trình công tác. Trên cơ sở đó các tác giả đã thiết lập được các công thức kinh nghiệm ước lượng
tốc độ truyền nhiệt tức thời.
3.1.5. Phát thải
3.1.5.1. Phát thải Oxyt Nitơric (NO
x
)

18

Sản phẩm NO
x
hình thành trong vùng ngọn lửa có nhiệt độ cao, ở đây Nitơ có thể tạo thành một
lượng nhỏ hợp chất CN, HCN và bị oxy hóa hình thành NO
x
.
3.1.5.2. Phát thải hạt
Các hạt trong khí thải động cơ diesel cơ bản là các hạt Carcbon với các chất hữu cơ có phân tử lượng
cao kết tụ thành khối hoặc kết hợp lại ở dạng chuỗi. Các hạt này gọi là muội than hay bồ hóng.
3.1.6. Các mô hình số sử dụng trong phần mềm mô phỏng
Bảng 3.2: Các mô hình tính toán trong mô phỏng quá trình cháy
Hiện tượng Mô hình tính
Dòng chảy rối

Re-Normalisation Group (RNG) k-ε cải tiến của Han và
Reitz, 1995
Xé tơi tia nhiên liệu Wave Breakup của Liu và cộng sự, 1993
Cháy trễ Mô hình Shell bởi Kong và cộng sự, 1995
Cháy chính Mô hình cháy theo thời gian đặc trưng của Abraham và
cộng sự, 1985
Hình thành NO
x
Cơ chế Zel’dovich mở rộng
Hình thành bồ hóng Mô hình hình thành bồ hóng theo nhiều bước của Kazakov
và Foster, 1998
Ô xy hóa bồ hóng Mô hình Nagle and Strickland-Constable, 1962

3.2. Quá trình mô phỏng
3.2.1. Lưu đồ tính toán trong KIVA
Tất cả các mô hình trên được tích hợp vào KIVA. Trình tự tính toán được mô tả trên Hình 3-14 và
Bảng 3.7 trong Luận án .
3.2.2. Các điều kiện mô phỏng
Để so sánh kết quả giữa thực nghiệm và mô phỏng, các thông số đưa vào mô phỏng cũng tương ứng
với các thông số động cơ nghiên cứu một xy lanh AVL 5402 tại Phòng thí nghiệm trọng điểm động cơ đốt
trong của Đại học Quốc gia TPHCM.
Trong thực tế hoạt động của động cơ, chế độ tải lớn là chế độ phát sinh nhiều khí thải ô nhiễm nhất.
Vì vậy việc mô phỏng được thực hiện tại chế độ 80% tải ở số vòng quay 2000 vg/phút với 5 mẫu nhiên liệu
khác nhau: B0 – B25
Do tính chất đối xứng của buồng cháy và vòi phun có 5 lỗ phun, việc mô phỏng được thực hiện trên
mô hình 1/5 buồng cháy (72
o
) thay vì toàn buồng cháy để giảm thời gian tính toán.
Mô hình chia lưới buồng cháy để tính toán được trình bày trên Hình 3-15 với 37 ô theo phương
hướng kính (trục x), 36 ô phương tiếp tuyến (trục y) và và 31 ô theo theo phương dọc trục (trục z). Việc tính

toán được thực hiện trên máy vi tính lắp bộ vi xử lý Intel Core 2 Duo, trung bình mất 4 giờ để có một kết
quả.

19

Để xét đến các ảnh hưởng của chỉ số cetan và độ nhớt, một số thông số đầu vào được thay đổi trong
khi mô phỏng, còn các thông số khác giữ nguyên như khi tính toán cho dầu diesel. Điều này đã được đề cập
từ Chương 1
Bảng 3.3: Các thông số chính được điều chỉnh
Ca Mẫu thử Hệ số điều chỉnh theo
cetan: Ef4
Thời điểm phun Thời gian
phun
1 B0 1 18
o
gqtk trước ĐCT 10° gqtk
2 B10 0,926 18
o
gqtk trước ĐCT 10° gqtk
3 B15 0,974 18
o
gqtk trước ĐCT 10° gqtk
4 B20 0,987 18
o
gqtk trước ĐCT 9,5° gqtk
5 B25 1,013 18
o
gqtk trước ĐCT 9,5° gqtk
3.3. Phân tích quá trình cháy và đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp đến chỉ tiêu kinh tế,
môi trường bằng phần mềm mô phỏng KIVA-3V.

3.3.1. Các chỉ tiêu kinh tế và môi trường của động cơ Diesel
3.3.1.1. Chỉ tiêu kinh tế

a/ Hiệu suất của động cơ
b/ Suất tiêu hao nhiên liệu (g
e
)
3.3.1.2. Chỉ tiêu môi trường
a/ Oxyt lưu huỳnh (SO
2
)
b/ Oxyt carbon (CO)
c/ Carbonic (CO
2
)
d/ Oxyt nitơric (NO
x
)
đ/ Hydrocarbon (HC)
e/ Bồ hóng
Bồ hóng là chất ô nhiễm đặc biệt quan trọng trong khí xả động cơ diesel
Như vậy:
- Chỉ tiêu kinh tế cần đánh giá là: suất tiêu hao nhiên liệu - g
e
(g/kW.h).
- Chỉ tiêu môi trường đối với động cơ diesel đáng chú ý nhất là: hàm lượng NO
x
và Bồ hóng (độ mờ
khói xả - K%)
3.3.2. Kết quả mô phỏng.

3.3.2.1. Sự biến thiên áp suất
Tốc độ tăng áp suất trung bình của các mẫu nhiên liệu không sai biệt nhiều.
3.3.2.2. Tốc độ tỏa nhiệt và biến thiên nhiệt độ
Bảng 3.4: Giá trị nhiệt độ cực đại trung bình (K)


B0 B10 B15 B20 B25
Giá trị
1.641 1.623 1.613 1.683 1.660
Sai biệt so với B0
- -1,09 % -1,70 % 2,55 % 1,15%
3.3.2.3. Ảnh hưởng tỷ lệ dầu dừa đến phát thải NO
x



20

Bảng 3.5: Khối lượng NO
x
phát thải tại thời điểm mở van xả (g)

B0 B10 B15 B20 B25
Giá trị
0,00112 0,00091 0,00086 0,00107 0,00095
Sai biệt so với B0
- 18,75% - 23,21% - 4,46% - 15,17%
3.3.2.4. Ảnh hưởng tỷ lệ dầu dừa đến phát thải bồ hóng
Bảng 3.6: Khối lượng bồ hóng phát thải tại thời điểm mở van xả (g)

B0 B10 B15 B20 B25
Giá trị
7,7 x 10
-5
5,6 x 10
-5
4,8 x 10
-5
5,6 x 10
-5
6,6 x 10
-5

Sai biệt so với B0
- 27,3 % - 37,6 % - 27,2 % - 14,2 %
3.3.2.5. Ảnh hưởng tỷ lệ dầu dừa đến công suất và suất tiêu hao nhiên liệu
Bảng 3.7 giới thiệu công suất động cơ khi thay đổi tỷ lệ dầu dừa trong nhiên liệu từ 0% đến 25%.
Trong khi tất cả các mẫu có sự tăng nhẹ công suất so với mẫu B0, thì mẫu B25 giảm hơn 4%.
Bảng 3.7: Công suất động cơ (kW)

B0 B10 B15 B20 B25
Giá trị
5,328 5,354 5,477 5,394 5,108
Sai biệt so với B0
0,48 % 2,79 % 1,24 % - 4,12 %
Suất tiêu hao nhiên liệu g
e
(ISFC) của các mẫu thử được trình bày trong Bảng 3.8. g
e
có xu hướng

ngược lại với công suất. Ở mẫu B25 có g
e
tăng 4,3%, còn các mẫu khác giảm nhẹ so với B0.
Bảng 3.8: Suất tiêu hao nhiên liệu g
e
(g/kWh)

B0 B10 B15 B20 B25
Giá trị
337,3 334,2 326,9 331,7 349,9
Sai biệt so với B0
- 0,92 % - 2,96 % - 1,51 % 3,76 %
Kết quả mô phỏng cho thấy:
• Áp suất và nhiệt độ trung bình cực đại trong xy lanh tăng nhẹ khi tăng tỷ lệ dầu dừa trong nhiên
liệu.
• Công suất có sự biến thiên nhẹ nhưng không đáng kể, giảm nhiều nhất là B25 với 4,12 % và tăng
nhiều nhất là B15 với 2,79 %
• Về chỉ tiêu kinh tế: Suất tiêu hao nhiên liệu biến thiên nhẹ, tăng nhiều nhất là B25 với 3,76 % và
giảm 2,96 % với B15.
• Về chỉ tiêu môi trường: Lượng NO
x
của tất cả các mẫu có pha dầu dừa đều thấp hơn mẫu B0, với
mức giảm nhiều nhất là B15 đến 23%. Hàm lượng bồ hóng phát thải giảm đáng kể với tất cả các mẫu
có pha dầu dừa so với dầu diesel, nhiều nhất là mẫu B15, giảm hơn 37% so với B0.
Thông thường, các biện pháp giảm bồ hóng luôn luôn gây ra hiệu ứng phụ là tăng NO
x
và ngược lại.
Trong khi đó các mẫu có pha dầu dừa đều giảm được đồng thời cả NO
x
và bồ hóng. Đây chính là ưu điểm

lớn nhất của hỗn hợp nhiên liệu có pha thêm dầu dừa so với nhiên liệu diesel nguyên chất.

21

Trong tất cả các mẫu thử, khi xem xét đến chỉ tiêu kinh tế: suất tiêu hao nhiên liệu giảm 2,96% và
chỉ tiêu môi trường: phát thải NO
x
giảm 23,21%, bồ hóng giảm 37,6% thì mẫu nhiên liệu có pha 15% dầu
dừa (B15) là tốt nhất.
Mẫu B25 có các tham số nêu trên là xấu nhất, không thử nghiệm mẫu này để tiết kiệm chi phí.
Tồn tại của nghiên cứu mô phỏng này là chưa đề cập đến cấu trúc phân tử, sức căng bề mặt, khả
năng bay hơi,…của nhiên liệu thay thế, và do đó sẽ có độ sai khác nhất định giữa kết quả mô phỏng và thực
nghiệm sẽ trình bày ở chương sau.

Chương 4- NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ PHA DẦU DỪA
VÀO DẦU DIESEL ĐẾN CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ MÔI TRƯỜNG.
Thực nghiệm “Đánh giá chỉ tiêu kinh tế và môi trường khi thay đổi tỉ lệ pha dầu thực vật vào dầu
DO” được thực hiện tại PTN Trọng điểm Động cơ đốt trong, Trường đại học Bách Khoa Tp. HCM trên động
cơ Diesel phun dầu điện tử sử dụng nhiên liệu hỗn hợp dầu dừa. Bốn loại nhiên liệu lần lượt được thử
nghiệm bao gồm: B0 (nhiên liệu diesel truyền thống); B10 và các hỗn hợp B15, B20. Dựa vào kết quả phân
tích (Chương 2) và mô phỏng (Chương 3) không cần thử nghiệm mẫu B05 và B25.

4.1. Sơ đồ bố trí và thiết bị thực nghiệm AVL
4.1.1.Bố trí thiết bị thí nghiệm


Hình 4-1. Sơ đồ bố trí chung các thiết bị trong phòng thử
4.1.2. Thiết bị thí nghiệm (Phụ lục 3)
4.2. Phương pháp thực nghiệm
4.2.1. Nhiên liệu thử nghiệm

Nhiên liệu thử nghiệm là hỗn hợp nhiên liệu gồm dầu dừa, chất phụ gia và dầu diesel thương phẩm.
Tổng cộng 4 loại nhiên liệu được thử nghiệm trong nghiên cứu này, bao gồm cả nhiên liệu diesel để so sánh.
4.2.2. Quy trình thử nghiệm
4.2.2.1. Điều kiện và môi trường thử nghiệm

22

Bảng 4.1: Chế độ thử nghiệm
Nhiên liệu thử nghiệm B0, B10, B15 và B20
Tốc độ động cơ 2000 vòng/phút
Điều kiện tải 20, 40, 60, 80 và 100%
Lượng nhiên liệu phun/chu kỳ 20, 25, 30, 35 và 40 mm
3
/chu kỳ
Số lần lặp lại cho một điểm đo 3 lần







4.2.2.2. Quy trình thử nghiệm
Chế độ thử nghiệm động cơ được trình bày trong Bảng 4.1.
4.3. Kết quả thử nghiệm.
4.3.1. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế
4.3.1.1. Đặc tính công suất động cơ
a/ Công suất động cơ
Bảng 4.2: So sánh công suất động cơ ở các chế độ tải và
mẫu nhiên liệu khác nhau (kW)

Nhiên liệu/
Tải (%)
B0 B10 B15 B20
20 1,43 1,35 1,35 1,27
40 2,46 2,43 2,35 2,36
60 3,97 3,90 3,91 3,81
80 5,00 5,08 5,04 4,99
100 5,29 5,30 5,29 5,22
b/ Mô-men động cơ
Bảng 4.3: So sánh mô-men động cơ ở các chế độ tải và
mẫu nhiên liệu (B10-B20), N.m
Nhiên liệu/
Tải (%)
B0 B10 B15 B20
20 6,8 6,45 6,43 6,05
40 11,7 11,63 11,3 11,25
60 18,95 18,6 18,68 18,18
80 23,95 24,28 24,1 23,85
100 25,25 25,33 25,23 24,95

23


4.3.1.2. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế
a/ Hiệu suất động cơ
Hiệu suất nhiệt động cơ là đại lượng tỉ lệ nghịch của suất tiêu hao nhiên liệu.
Bảng 4.4: So sánh hiệu suất nhiệt (%) của động cơ ở các chế độ tải và
mẫu nhiên liệu (B10-B20)

Nhiên liệu/

Tải (%)
B0 B10 B15 B20
20 13,88 13,26 13,04 12,60
40 18,69 18,88 18,38 17,84
60 22,56 22,3 22,6 22,36
80 21,93 22,12 22,41 20,94
100 20,4 21,18 20,87 20,46

b/ Suất tiêu hao nhiên liệu
Động cơ có g
e
nhỏ nhất khi chạy với nhiên liệu B0. Suất tiêu hao nhiên liệu động cơ tăng khi tỷ lệ
dầu dừa trong hỗn hợp tăng.

Bảng 4.5: So sánh suất tiêu hao nhiên liệu động cơ (g/kW.h) ở các chế độ tải
và mẫu nhiên liệu (B10-B20)

Nhiên liệu/
Tải (%)
B0 B10 B15 B20
20 564,9 602,6 619 646,94
40 419,6 423,4 439,2 457,05
60 347,6 358,4 357,2 364,59
80 357,6 361,4 360,1 389,28
100 384,3 377,5 386,8 398,47

4.3.2. Đánh giá chỉ tiêu môi trường
4.3.2.1. Phát thải oxyt Nitơric (NO
x
)

Việc giảm lượng NO
x
có thể nói là ưu điểm rất lớn đối với các hỗn hợp nhiên liệu này.




24

Bảng 4.6: So sánh phát thải NO
x
(ppm) ở các chế độ tải và
mẫu nhiên liệu (B10-B20)

Nhiên liệu/
Tải (%)
B0 B10 B15 B20
20 338,5 258 262,5 198,5
40 417 309,5 307,75 287,25
60 450 363,25 341 437,5
80 379 320,5 298 352
100 291 224,25 260,5 265,75

4.3.2.2. Độ mờ khói (Opacimeter)
Bảng 4.7: So sánh độ mờ khói xả (K%) ở các chế độ tải và
mẫu nhiên liệu (B10-B20)

Nhiên liệu/
Tải (%)
B0 B10 B15 B20

20 1,0 1,0 0,75 1,0
40 2,0 1,25 1,0 1,0
60 3,0 3,25 4,75 2,75
80 6,35 4,33 5,83 3,13
100 22,6 11,5 5,58 10,23

4.3.2.3. Phát thải: HC, CO, CO
2

Nồng độ phát thải HC, CO, CO
2
của các hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa nhỏ và có độ lệch không đáng
kể so với nhiên liệu diesel
4.3.3. Đặc tính quá trình cháy của động cơ
4.3.3.1. Áp suất cháy cực đại (Bảng 4.8)
Áp suất cháy cực đại trong xy-lanh (IMEP) động cơ là thông số đầu tiên trình bày kết quả đặc tính
quá trình cháy động cơ khi sử dụng các hỗn hợp nhiên liệu.
4.3.3.2. Áp suất xy-lanh và đường cong tỏa nhiệt
Nhìn chung, đường cong áp suất xy-lanh động cơ giảm khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa. Áp
suất xy-lanh động cơ giảm khi tăng tỷ lệ dầu dừa trong hỗn hợp nhiên liệu.
Các hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa có đặc tính quá trình cháy tương tự nhau khi ta thay đổi tải trọng
động cơ.
4.3.3.3. Nhiệt độ khí thải

25

Các hỗn hợp nhiên liệu thử nghiệm cho nhiệt độ khí thải gần như bằng nhau. Nhiệt độ khí thải động
cơ tại các chế độ tải, ứng với các loại nhiên liệu khác nhau tương tự nhau chứng tỏ quá trình thử nghiệm và
điều khiển động cơ ổn định, các kết quả thử nghiệm đáng tin cậy.
Bảng 4.8: So sánh áp suất cháy cực đại (bar) ở các chế độ tải và

mẫu nhiên liệu (B10-B20)

Nhiên liệu/

Tải (%)
B0 B10 B15 B20
20 77,30 78,19 74,93 74,64
40 81,45 79,97 77,89 77,00
60 86,78 84,41 83,82 83,82
80 90,93 90,04 88,85 87,37
100 93,00 90,93 89,74 89,15

4.3.4. So sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng
Trên cơ sở số liệu thu được từ thực nghiệm và mô phỏng, ta có Bảng 4.12 đối chiếu độ lệch các chỉ
tiêu kinh tế, môi trường của B15 so với nhiên liệu diesel truyền thống ở 80% tải:
Bảng 4.9: So sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng
của B15 so với B0

Suất tiêu hao
nhiên liệu (g
e
)
Phát thải NO
x
Phát thải bồ hóng
Thực nghiệm
+ 0,7% - 21,4 % - 9 %
Mô phỏng - 2,96 % - 23,21% - 37,6 %

Bảng 4.9 cho thấy:

Tất cả các số liệu mô phỏng về chỉ tiêu kinh tế môi trường đều tốt hơn thực nghiệm, điều này có thể
là hệ quả của việc cài đặt các hệ số hiệu chỉnh đầu vào của tính chất nhiên liệu B15 chưa đầy đủ khi mô
phỏng.
- Độ lệch về g
e
giữa thực nghiệm và mô phỏng là 3,66 %. Sai số này <5 % được chấp nhận phổ biến
trong thử nghiệm kỹ thuật.
- Lượng phát thải NO
x
giữa thực nghiệm và mô phỏng là tương đương (1,81 %)
- Độ lệch về phát thải bồ hóng

giữa thực nghiệm và mô phỏng khá lớn, tuy vậy, chiều hướng giảm
phát thải bồ hóng thực nghiệm trên Hình 4-7 có bước nhảy rõ rệt.