äư ạn täút nghiãûp Nghiãn cỉïu sỉí dủng khê Biogas trãn âäüng cå
HONDA GX110
2.TÊNH TOẠN NHIÃÛT.
2.1.TÊNH TOẠN NHIÃÛT ÂÄÜNG CÅ DNG XÀNG
Dỉûa vo nhỉỵng säú liãûu â cho ban âáưu âãø xạc âënh cạc chè tiãu kinh tãú, k
thût ca âäüng cå, kiãøm nghiãûm âäüng cå.
2.1.1.Thäng säú âäüng cå.
- Cäng sút cọ êch ca âäüng cå Ne : 2,7 kw
- Säú vng quay âënh mỉïc n : 4000 v/p
- Âỉåìng kênh xylanh D : 57 mm
- Hnh trçnh ca piston s : 42 mm
- T säú nẹn ε : 7,8
- Sút tiãu hao nhiãn liãûu g
e
: 230 g/ml.h
- Säú xylanh i : 1
- Säú k âäüng cå τ : 4
2.1.2. Thäng säú chn
- p sút mäi trỉåìng xung quanh p
0
: 0,1 MN/m
2
- Nhiãût âäü mäi trỉåìng xung quanh T
0
: 298
0
K
- Hãû säú dỉ lỉåüng khäng khê (theo bng 1.2) α : 0,92
- p sút tàng ạp (khäng tàng ạp ) p
k
≈p

0
= 0,1 MN/m
2
- Hãû säú låüi dủng nhiãût tải z (bng 1.3) ζ
z
: 0,85
- Hãû säú låüi dủng nhiãût tải b (bng 1.4) ζ
b
: 0,86
- p sút khê sọt (bng 1.5) p
r
:0,115 MN/m
2
- Chè säú gin nåí âa biãún trung bçnh khê sọt m : 1,5
- Âäü sáúy nọng khê nảp måïi (bng 1.6) ∆T : 20
- Nhiãût âäü khê sọt (bng 1.5) T
r
: 919
0
K
- p sút cúi quạ trçnh nảp p
a
:0,085 MN/m
2
- Hãû säú nảp thãm λ
1
: 1,03
-Hãû säú quẹt bưng chạy (khäng quẹt) λ
2
: 1

- Hãû säú hiãûu âênh t nhiãût λ
t
: 1,16
- Hãû säú âiãưn âáưy âäư thë ϕ
â
: 0,97
2.1.3.Thäng säú tênh toạn:
2.1.3.1.Quạ trçnh nảp:
1. Nhiãût âäü khäng khê trỉåïc xupạp nảp
Trang 13
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
T
k
= T
0
= 298
0
K (khọng tng aùp)
2. Hóỷ sọỳ naỷp:

(2-1)

v
= 0,774
So vồùi baớng (1-9)
v
= [0,75 ữ 0,85]

3.Hóỷ sọỳ khờ soùt:

(2-2)

r
= 0,0707
So vồùi baớng (1-5)
r
= [0,07 ữ 0,12]
4. Nhióỷt õọỹ cuọỳi quaù trỗnh naỷp:
(2-3)
T
a
= 360
0
K
So vồùi baớng (1.6) T
a
= [340 ữ 400]
0
K
2.1.3.2.Quaù trỗnh neùn:
1.Tyớ nhióỷt mol õúng tờch trung bỗnh cuớa khọng khờ
mc
v
= 19,806 + 0,002095.T [kJ/kmol
0
k] (2-4)
2. Tyớ nhióỷt mol õúng tờch trung bỗnh cuớa saớn vỏỷt chaùy ( < 1).
mc
v
= ( 17,997 + 3,504. ) + 1/2.(360,34 + 252,4. ).10

-5
.T [KJ/Kmol
0
K]

Trang 14



















+
=
m
1
a

r
21
r
a
k
k
v
p
p

p
p
.
TT
T
.
1
1



t
7748,0
085,0
115,0
.1.16,103,1.8,7
1,0
085,0
.
20298

298
.
18,7
1
5,1
1
v
=

















+
=

( )
vrk

kr2
r
.T.p.1
T.p.




=
( )
0707,0
7748,0.919.0,1.18,7
298.0,115.1
r
=

=

r


+









++
=
1
p
p
.T TT
T
m
1-m
r
a
rrtk
a
K360
0707,01
0,115
0,085
.919.0707,0.16,120298
T
0
1,5
11,5-
a
=
+







++
=
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
mc
v
= 21,22068 + 0,002963.T [KJ/Kmol
0
K] (2-5)
3.Tyớ nhióỷt mol õúng tờch trung bỗnh cuớa họựn hồỹp cọng taùc:
Khi:
r
= 0,0707 > 0,06
[KJ/Kmol
0
K] (2-6)

[KJ/Kmol
0
K]

mc
v
= 19,8995 + 0,002152.T [KJ/Kmol
0
K]
4.Chố sọỳ neùn õa bióỳn trung bỗnh: n
1
Tờnh gỏửn õuùng bũng phổồng trỗnh neùn õa bióỳn

(2-7)
Choỹn: n
1
= 1,372
Vóỳ traùi cuớa phổồng trỗnh coù giaù trở: 0,372
Vóỳ phaới cuớa phổồng trỗnh:
Vỏỷy choỹn: n
1
= 1,372
5.Aùp suỏỳt cuọỳi quaù trỗnh neùn: p
c
p
c
= p
a
.
n1
[MN/m
2
] (2-8)
p
c
= 0,085. 7,8
1,372
= 1,4235 [MN/m
2
]
So vồùi baớng (1.10) p
c
= [ 0,9 ữ 1,5] MN/m

2
6. Nhióỷt õọỹ cuọỳi quaù trỗnh neùn: T
c
.
T
c
= T
a
.
n1 -1
[
o
K] (2-9)
T
c
= 360 . 7,8
1,372-1
= 774
0
K
So vồùi baớng : (1.10) T
c
= [ 600 ữ 750]
0
K
2.1.3.3
.
Quaù trỗnh chaùy:
1. Lổồỹng khọng khờ cỏửn thióỳt õóứ õọỳt chaùy hoaỡn toaỡn 1kg nhión lióỷu:


[Kmol k
2
/kg.nl] (2-10)
Trang 15
T.
2
b
a
1
mc.mc
mc
'
v
v
r
v
"
rv
v
'
+=
+
+
=


0707,01
)0,002963.T,220680,0707.(21)0,002095.T(19,806
mc
v

'
+
+++
=
)1(T.
2
b
a
314,8
1n
1n
a
'
v
'
v
1
1
++
=


3721,0
)160.(7,80,002152.319,8995
314,8
1-1,372
=
++
)
32

O
4
H
12
C
.(
21,0
1
M
0
+=
512,0)
4
145,0
12
855,0
.(
21,0
1
M
0
=+=
1
2
0
M
M
=

075,1

0,479
0,5158
0
==

( )
r
0
1
1
1



+

+=
( )
07,1
07,01
1075,1
1
=
+

+=

ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
Theo baớng (1.11) õọỳi vồùi xng:

C = 0,855
H = 0,145
Q
H
= 43995 [KJ/kg ]

[Kmol k
2
/kg.nl]
2. Sọỳ mol khờ naỷp mồùi: M
1
M
1
= . M
0
+ 1/à
nl
[kmol h
2
/ kg nl] (2-11)
Theo baớng (1.11 ): à
nl
= [ 110 ữ 120] kg/kmol
Choỹn : à
nl
= 114: Troỹng lổồỹng phỏn tổớ cuớa xng
M
1
= 0,92. 0,512 + 1/114 = 0,479 [kmol h
2

/kg nl]
M
1
= 0,479 [kmol h
2
/kg nl]
3. Lổồỹng saớn vỏỷt chaùy: M
2
Khi: <1
[kmol/kg nl] (2-12)

[kmol/kg nl]
M
2
= 0,5158 [kmol/kg nl]
4. Hóỷ sọỳ bióỳn õọứi phỏn tổớ lyù thuyóỳt:
0
(2-13)

0
= 1,075
5. Hóỷ sọỳ bióỳn õọứi phỏn tổớ thổỷc tóỳ:
(2-14)
= 1,07
6. Hóỷ sọỳ bióỳn õọứi phỏn tổớ taỷi z:
z
Trang 16
02
M 79,0
2

H
12
C
M

++=
0,5158 0,512.92,0.79,0
2
0,145
12
0,855
M
2
=++=
( )
b
z
r
0
z
.
1
1
1





+


+=
( )
069,1
86,0
85,0
.
07,01
1075,1
1
z
=
+

+=

988,0
86,0
85,0
x
b
z
z
===


ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
(2-15)
7. Tọứn thỏỳt nhióỷt do chaùy khọng hoaỡn toaỡn

< 1
Q
H
=120.10
3
.(1 - 0,92 ).0,512 = 4914 [KJ/kg nl] (2-16)
8. Tyớ nhióỷt mol õúng tờch trung bỗnh mọi chỏỳt taỷi z
[KJ/kmol
0
K] (2-17)
Trong õoù: x
z
laỡ sọỳ phỏửn nhión lióỷu õaợ chaùy taỷi z

mc

vz
= 21,207 +0,002955T
z
[KJ/kmol
0
K] (2-18)
9. Nhióỷt õọỹ cổỷc õaỷi cuớa chu trỗnh: T
z
Nhióỷt õọỹ cổỷc õaỷi cuớa chu trỗnh T
z
õổồỹc tờnh theo phổồng trỗnh sau:

(2-19)


<=> 0,00316.T
z
2
+ 22,67944.T
z
- 81370 = 0
Giaới phổồng trỗnh bỏỷc hai vaỡ loaỷi nghióỷm ỏm.
Ta tỗm õổồỹc T
z
= 2626 [
0
K]
10. Aùp suỏỳt cổỷc õaỷi cuớa chu trỗnh lyù thuyóỳt: p
z
Trang 17
)x1.(M)x.(M
mc).x1.(M).mc.(xM
mc
z1
0
z2
v
'
z1
"
v
0
r
z2
v

'
z
++
++
=




r
( ) ( )
( )
988,01479,0
T.002152,08995,19.988,01479,0
)
075,1
0707,0
988,0.(5158,0
T).002963,022068,21).(
075,1
0707,0
988,0.(5158,0
mc
z
v
'
+
++
++
+++

=
( )
( )
z
'
zzc
'
v
r1
HHz
T.mc.T.mc
1M
QQ



=+
+

( )
( )
zz
T).T.002955,0207,21.(069,174).7740,002152.7(19,8995
0707,010,479.
491443995.85,0
+=++
+

c
c

z
zz
.P
T
T
.P =
n2
z
b
p
p

=
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
[MN/m
2
] (2-20)
So vồùi baớng (1.12) p
z
= [ 2,8 ữ 0,6 ] MN/m
2
2.1.3.3.Quaù trỗnh giaợn nồớ:
1. Tyớ sọỳ giaợn nồớ sồùm:
ọỹng cồ xng: = 1
2. Tyớ sọỳ giaợn nồớ sau:
ọỹng cồ xng: = = 7,8
3. Nhióỷt õọỹ cuọỳi quaù trỗnh giaợn nồớ: T
b
.

[
0
K] (2-21)
4. Kióứm nghióỷm laỷi trở sọỳ n
2
n
2
: Choỹn theo baớng (1.13)
n
2
= 1,24
n
2
õổồỹc kióứm nghióỷm laỷi theo phổồng trỗnh:
(2-22)
Suy ra: n
2
= 1,24
Choỹn : n
2
= 1,24
5. Aùp suỏỳt cuọỳi quaù trỗnh giaợn nồớ.
[MN/m
2
] (2-23)
p
b
= 0,40 [MN/m
2
]

Trang 18
][MN/m 5,1631,423.
774
2626
.069,1p
2
z
==
1 - n2
z
b
T
T

=
K][1604
8,7
2626
T
0
124,1
b
==

( )
( )
( )
( )
( )
bz

2
2
z
2
b
z
zbz
1
Hb
T.T.
1n
314,8
T.T.
2
b
T T.a
1M
Q.





++=
+

zzz
r
z
( )

( )
( )
( )
( )
1,07.16042626.069,1
1n
314,8
2626.069,11,07.1604
2
0,00591
2626.069,11,07.1604.21,207
0707,010,479.
43995.85,086,0
2
22


+
+=
+

]MN/m[40,0
8,7
5,163
p
2
24,1
b
==
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ

HONDA GX110
Theo baớng (1.13) p
b
= [ 0,34 ữ 0,49 ] MN/m
2
6. Kióứm nghióỷm laỷi nhióỷt õọỹ khờ soùt : T
r
(2-24)
Sai sọỳ so vồùi choỹn ban õỏửu:
2.1.3.4.Nhổợng thọng sọỳ chố thở
:
1. Aùp suỏỳt chố thở trung bỗnh lyù thuyóỳt: p
I


(2-25)
p
i

= 0,9307 [MN/m
2
]
2. Aùp suỏỳt chố thở trung bỗnh thổỷc tóỳ.
p
i
=
õ
. p
i


[MN/m
2
] (2-26)
p
i
= 0,97. 0,9307 = 0,9027 [MN/m
2
]
3. Hióỷu suỏỳt chố thở:
i
(2-27)


i
= 31,47 %
4. Suỏỳt tióu hao nhión lióỷu chố thở: g
i
(2-28)
g
i
= 260 [g/kw.h]
Trang 19
]K[
p
p
TT
0
m
1-m
b

r
br








=
]K[1055
0,40
0,115
1604.T
0
1,5
1-1,5
r
=






=
%15%8,14148,0
919
9191055

T
T
r
r
==

=

]MN/m[
1
1.
1n
11
1.
1n1
p
p
2
1-n1
1
1-n2
2
c
'
i
























=



]MN/m[9307,0
8,7
1
1.
11,372
1
8,7
1

1.
11,24
627,3
18,7
1,423
p
2
1-1,3721-1,24
'
i
=




























=
kvH
ki1
i
p Q
T.p.M
.314,8


=
3147,0
48.0,143995.0,77
27.2980,479.0,90
.314,8
i
==

i

.Q
3600.10
g

H
3
i
=
g/kw.h][260
3147,0.43995
3600.10
g
3
i
==
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
2.1.3.5.caùc chố tióu coù ờch.
1. Aùp suỏỳt tọứn thỏỳt cồ giồùi trung bỗnh: p
m
p
m
=a + b.c
m
+ p
r
- p
a
(2-30)
c
m
: Vỏỷn tọỳc trung bỗnh cuớa piston
(2-31)
a,b : Choỹn theo baớng (1.15)

Vỗ: S/D = 42/57 = 0,73 <1
Choỹn a = 0,04
b = 0,0135
p
m
= 0,04 + 0,0135.5,6 + 0,115 -0,085 = 0,1456 [MN/m
2
]
p
m
= 0,1456 [MN/m
2
]
2. Aùp suỏỳt coù ờch trung bỗnh: p
e
p
e
= p
i
- p
m
[MN/m
2
] (2-32)
p
e
= 0,9027 - 0,1456 = 0,757 [MN/m
2
]
p

e
= 0,757 [MN/m
2
]
3. Hióỷu suỏỳt cồ giồùi:
m
(2-33)

m
= 83,87 %
4. Suỏỳt tióu hao nhión lióỷu coù ờch: g
e
(2-34)
Sai sọỳ :
2.1.3.6.Kióứm nghióỷm kờch thổồùc xylanh
:
1. Thóứ tờch cọng taùc cuớa xylanh:
(2-35)
Trang 20
m/s][6,5
30
4000.042,0
30
s.n
c
m
===
i
e
m

p
p
=

8387,0
0,9027
0,757
m
==

m
i
e
g
g

=
g/kw.h][9,309
8387,0
260
g
e
==
%56,0
312
9,309312
g
g
e
e

<=

=

lit][
i.n.p
Ne 30
V
e
h

=
lit][10697,0
1.4000.0,757
2,7.4.30
V
h
==
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
Sai sọỳ : V
h
= V
h
- V
ht
V
h
= 0,107 - 0,10697 = 0,00003 [lờt]
2. ổồỡng kờnh xylanh:

(2-36)
D - D
t
= 57 - 56,97 = 0,03 [mm] < 0,1 [mm]
3. Haỡnh trỗnh cuớa piston:
(2-38)
2.2. TấNH NHIT KHI ĩNG C LAèM VIC BềNG NHIN LIU KHấ
BIOGAS:
Khờ Biogas coù thaỡnh phỏửn nhổ sau:
Hyõrọ H
2
0,5%
Cacbon nờc CO
2
40%
Ni tồ N
2
0,5%
Mó tan CH
4
59%
2.2.1.Lổồỹng khọng khờ cỏửn thióỳt õóứ õọỳt hóỳt 1m
3
khờ Biogas (ồớ õktc):
(2-39)
0,21: Lổồỹng thaỡnh phỏửn thóứ tờch oxi trong khọng khờ
C
n
H
m

O
r
: Thaỡnh phỏửn phỏửn trm cuớa caùc chỏỳt khờ coù chổùa mọỹt trong ba nguyón tọỳ
C,H,O
n,m,r : Sọỳ nguyón tổớ cacbon (C), hyõrọ (H), oxi (O) trong cỏỳu taỷo phỏn tổớ cuớa caùc
chỏỳt khờ thaỡnh phỏửn cuớa khờ Biogas

Trang 21
mm][
D
S
0,785.
V
.100D
3
h
t
=
mm][97,56
57
42
0,785.
0,10697
.100D
3
t
==
mm][
D
S

.DS
tt
=
mm][97,41
57
42
.56,97S
t
==
biogas] khi/mkm[O.H.C.
2
r
4
m
n
21,0
1
M
323
rmn0






+=
biogas] khi/mkm[6309,559,0.2005,0.
2
1

21,0
1
M
323
0
=












+=
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
M
0
= 5,6309 [m
3
k
2
/m
3
khờ biogas]

2.2.2.Thaỡnh phỏửn theo thóứ tờch cuớa họựn hồỹp naỷp vaỡo õọỹng cồ:
Theo kinh nghióỷm, õọỳi vồùi õọỹng cồ ga hóỷ sọỳ dổ lổồỹng nũm trong khoaớng
1,05 ữ 1,15 thỗ õọỹng cồ õaỷt Nemax
Choỹn = 1,05 õóứ tờnh
Lổồỹng họựn hồỹp ổùng vồùi 1m
3
khờ Biogas laỡ:
M
1
= 1 + .M
0
(2-40)
M
1
= 1 + 1,05.5,6309 = 6,9125 [m
3
k
2
/m
3
khờ biogas]
Trong õoù 1m
3
khờ biogas vaỡ 5,9125 m
3
khọng khờ. Trong tờnh toaùn giaớ thuyóỳt
thaỡnh phỏửn oxi vaỡ nitồ trong khọng khờ laỡ : 21% vaỡ 79% nón:
Thaỡnh phỏửn trm cuớa caùc khờ thaỡnh phỏửn trong họựn hồỹp.



2.2.3.Nhióỷt trở nhión lióỷu khờ Biogas:
Nhióỷt trở thỏỳp õổồỹc tờnh theo cọng thổùc Menõeleep
Q
H
= ( 12,8CO + 10,8 H
2
+ 35,8CH
4
+ 56C
2
H
2
+ ) (2-41)
Thay thaỡnh phỏửn phỏửn trm cuớa caùc khờ thaỡnh phỏửn. Ta coù:
Q
H
= ( 10,8.0,005 + 35,8.0,59).10
3
= 21176 [KJ/m
3
]
Q
H
= 21176 [KJ/m
3
] = 5057,56 [kcal/m
3
]
2.2.4.Tờnh toaùn nhióỷt õọỹng cồ HONDA GX 110 duỡng khờ Biogas:
2.2.4.1.Thọng sọỳ kyợ thuỏỷt cuớa õọỹng cồ.

- Sọỳ xi lanh 1
- ổồỡng kờnh xi lanh D 57 mm
- Haỡnh trỗnh piston S 42 mm
Trang 22
%07,0%
9125,6
1
.5,0H
2
==
%7866,5%
9125,6
1
.40CO
2
==
%6437,67)%
9125,6
9125,5.79
9125,6
1
.5,0(N
2
=+=
%5352,8%
9125,6
1
.59CH
2
==

%9620,17%
9125,6
9125,5
.21O
2
==
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
- Tyớ sọỳ neùn 7,8
- Sọỳ voỡng quay õởnh mổùc n 4000 v/p
- Cọng suỏỳt cổỷc õaỷi Nemax 2,7 kw
2.2.4.2.Thọng sọỳ choỹn õóứ tờnh toaùn.
- Aùp suỏỳt mọi trổồỡng xung quanh p
0
: 0,1 MN/m
2
- Nhióỷt õọỹ mọi trổồỡng xung quanh T
0
: 298
0
K
- Nhióỷt õọỹ khờ Biogas trổồùc Melngzồ T
g
: 298
0
K
- Hóỷ sọỳ dổ lổồỹng khọng khờ : 1,05
- Hóỷ sọỳ naỷp (do trồớ lổỷc õổồỡng ọỳng )
v
: 0,72

- Hóỷ sọỳ lồỹi duỷng nhióỷt taỷi z
z
: 0,80
- Hóỷ sọỳ lồỹi duỷng nhióỷt taỷi b
b
: 0,90
- Aùp suỏỳt khờ soùt p
r
:0,114 MN/m
2
- Nhióỷt õọỹ khờ soùt T
r
: 990
0
K
- ọỹ sỏỳy noùng khờ naỷp mồùi T : 10
0
K
- Chố sọỳ giaợn nồớ õa bióỳn trung bỗnh m : 1,5
- Hóỷ sọỳ queùt buọửng chaùy
2
: 1
- Hóỷ sọỳ hióỷu õờnh tyớ nhióỷt
t
: 1,14
- Hóỷ sọỳ õióửn õỏửy õọử thở
õ
: 0,93
2.2.4.3.Thọng sọỳ tờnh toaùn.
Tờnh toaùn nhióỷt õọỹng cồ ga dổỷa trón cồ sồớ kóỳt hồỹp giổợa sọỳ lióỷu khờ Biogas õang

õổồỹc thờ nghióỷm ồớ trổồỡng vaỡ hổồùng dỏựn laỡm õọử aùn mọn hoỹc ọỹng cồ õọỳt trong.
* Quaù trỗnh naỷp:
1. Nhióỷt õọỹ họựn hồỹp khờ trổồùc xupaùp naỷp:
(2-42)
T
k
= 298
0
K
2. Hóỷ sọỳ khờ soùt:
(2-43)
Trang 23
K][
M.1
T.M.T
T
0
0
k0g
k


+
+
=
K][298
91,05.5,6301
298.5,6309.05,1298
T
0

k
=
+
+
=
( )
1 T.p
T.p
vr0
kr
r


=
( )
07,0
1-8,7.72,0.990.0,1
0,114.298
r
==

äư ạn täút nghiãûp Nghiãn cỉïu sỉí dủng khê Biogas trãn âäüng cå
HONDA GX110
γ
r
= 0,07
3.p sút cúi quạ trçnh nảp:
(2-44)
Trong âọ: T
k

’
= T
k
+ ∆T = 298 + 10 = 308
0
K
p
a
= 0,079 [MN/m
2
]
4. Nhiãût âäü cúi quạ trçnh nảp:
(2-45)
T
a
= 352 [
0
K]
* Qụa trçnh nẹn:
1. T nhiãût mol trung bçnh häùn håüp khê Biogas - khäng khê.
(2-46)
mc
vi
:t nhiãût mol trung bçnh ca khê thỉï i thnh pháưn.
Thay säú vo våïi ∑ V
i
:Thãø têch täøng cäüng ca cạc cháút khê thnh pháưn.
Trang 24
( )
]MN/m[

.T
T.pT.1-p.
p
2
k
rr
'
k0v
a
ε
εη
+
=
( )
]MN/m[079,0
7,8.298
298.114,0308.18,7.1,0.72,0
p
2
a
=
+−
=
]K[
T
T
1
.p
p
-1

T
T
0
k
'
k
a
r
'
k
a








−
=
ε
]K[352
990
308
1
0,079.7,8
0,114
-1
308

T
0
a
=






−
=
i
vii
v
V
mc.V
mc
∑
∑
=
K] KJ/kmol[T.
2
0,00419
806,19mcmcmc
0
VCOVOVN
22
+===
T

2
01257,0
088,30mc
2
VCO
+=
T
2
00293,0
931,19mc
2
VH
+=
T
2
05028,0
252,12mc
4
VCH
+=
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
V
i
= 1m
3
khờ biogas.
Thay sọỳ vaỡo: (2-46) ta õổồỹc:
[kJ/kmol
0

K]
2. Tyớ nhióỷt mol trung bỗnh cuớa saớn vỏỷt chaùy.
-Thaỡnh phỏửn vaỡ sọỳ lổồỹng saớn vỏỷt chaùy cuớa họựn hồỹp khi 1
MH
2
= m/2(C
n
H
m
O
r
) = 0,005 [m
3
/m
3
khờ biogas]
MCO
2
= n(C
n
H
m
O
r
) = 0,99 [m
3
/m
3
khờ biogas]
MO

2
= 0,21( - 1) M
0
= 0,0592 [m
3
/m
3
khờ biogas]
MN
2
= 0,79. .M
0
+ N
2
= 4,6857 [m
3
/m
3
khờ biogas]
N
2
: laỡ thóứ tờch khờ N
2
trong khờ biogas
-Tyớ nhióỷt mol họựn hồỹp saớn vỏỷt chaùy.
(2-47)
-Tyớ nhióỷt mol trung bỗnh cuớa họựn hồỹp cọng taùc:
(2-48)
4. Chố sọỳ neùn õa bióỳn trung bỗnh n
1

:
(2-48)
Choỹn n
1
= 1,34
5. Aùp suỏỳt cuọỳi quaù trỗnh neùn:
Trang 25
T
2
008608,0
7563,19mc
V
+=
K][KJ/kmolT
2
0,00564
58166,21mc
0"
V
+=
K]KJ/kmol[
1
mc.mc
mc
0
r
"
vrv
'
V



+
+
=
K]KJ/kmol[
07,01
T
2
00564,0
5816,2107,0T
2
008608,0
7563,19
mc
0'
V
+






++







+
=
K][KJ/kmolT
2
b
aT
2
0,0084
875,19mc
0
'
v
'
v
'
V
+=+=
( )
34,0
1.T.
2
b
a
8,314
1n
1n
a
'
v

'
v
1
1
=
++
=


K]KJ/kmol[
V
mc.V
mc
0
i
vii
"
V


=
8304,0
9125,6
7399,5
M
M
1
2
0
===


( )
r
0
1
1
1



+

+=
( )
8425,0
07,01
18304,0
1
=
+

+=

( )
b
z
r
0
z
.

1
1
1





+

+=
( )
86,0
90,0
80,0
.
07,01
18304,0
1
r
z
=
+

+=

ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
P
c

= p
a
.
n1
[MN/m
2
] (2-49)
P
c
= 0,079.7,8
1,34
= 1,246 [MN/m
2
]
6. Nhióỷt õọỹ cuọỳi quaù trỗnh neùn:
T
c
= T
a
.
n1-1
[
0
K] (2-50)
T
c
= 352.7,8
1,34-1
= 711 [
0

K]
* Quaù trỗnh chaùy:
1. Lổồỹng khọng khờ lyù thuyóỳt cỏửn thióỳt õóứ õọỳt chaùy 1m
3
khờ Biogas ồớ õktc:
(2-51)
M
0
= 5,6309 [m
3
k
2
/m
3
khờ biogas]
2. Lổồỹng khờ naỷp mồùi tờnh theo m
3
: M
1
M
1
= 1 + .M
0
[m
3
/m
3
khờ biogas] (2-52)
M
1

= 1 + 1,05.5,6309 = 6,9125 [m
3
/m
3
khờ biogas]
3. Lổồỹng saớn vỏỷt chaùy: M
2
M
2
= V
i
=5,7399 [m
3
/m
3
khờ biogas] (2-53)
4. Hóỷ sọỳ bióỳn õọứi phỏn tổớ lyù thuyóỳt:
(2-54)
5. Hóỷ sọỳ bióỳn õọứi phỏn tổớ thổỷc tóỳ:
(2-55)
6. Hóỷ sọỳ bióỳn õọứi phỏn tổớ taỷi z:
(2-56)
7. Tọứn thỏỳt nhióỷt do chaùy khọng hoaỡn toaỡn:
>1 nón Q
H
= 0
8. Tyớ nhióỷt mol õúng tờch trung bỗnh mọi chỏỳt taỷi z:
Trang 26
biogas] khim/km[OHC
2

r
2
m
n
0,21
1
M
323
rmn0






+=
K]KJ/kmol[
)x1.(M)x.(M
mc).x1.(M).mc.(xM
mc
0
z1
0
z2
v
'
z1
"
v
0

r
z2
v
'
z
++
++
=




r
888,0
90,0
80,0
x
b
z
z
===


( )
( )
z
'
vzzc
'
vc

r1
HHz
T.m.T.mc
1M
QQ



=+
+

( )
zz
T.T.
2
00599,0
361,21.86,0711.711.
2
0,0084
19,875
07,016,9125.
4,22.21176.80,0






+=







++
+
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
(2-57)
9. Nhióỷt õọỹ cổỷc õaỷi cuớa chu trỗnh: T
z
(2-58)
<=> 0,002577T
z
2
+18,35097T
z
- 67567,52 = 0
Giaới phổồng trỗnh vaỡ loaỷi nghióỷm ỏm, ta õổồỹc:
T
z
= 2676
0
K
10. Aùp suỏỳt cổỷc õaỷi cuớa chu trỗnh: p
z
(2-59)
* Quaù trỗnh giaợn nồớ.
Trang 27

]MN/m[p.
T
T
.p
2
c
c
z
zz

=
]MN/m[4,031,246.
711
2676
.86,0p
2
z
==
( )
( )
888,01.9125,6
T
2
008608,0
7563,19.0,888-16,9125.
0,8304
0,07
0,888.5,74
T
2

0,00564
21,582.
8304,0
07,0
888,05,74.
mc
z
v
'
+






++
+






+
+







+






+
=
K]KJ/kmol[T
2
00599,0
361,21mc
0
z
'
v
z
+=
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
1. Tyớ sọỳ giaợn nồớ sồùm: = 1
2. Tyớ sọỳ giaợn nồớ sau: = =7,8
3. Nhióỷt õọỹ cuọỳi quaù trỗnh giaợn nồớ:
(2-60)
4. Kióứm nghióỷm laỷi trở sọỳ n
2
(2-

61)
Thay sọỳ vaỡo (2-61) ta õổồỹc:
Giaới ra õổồỹc: n
2
= 1,2
Choỹn : n
2
= 1,2
5. Aùp suỏỳt cuọỳi quaù trỗnh giaợn nồớ: p
b
(2-62)
6. Kióứm nghióỷm laỷi nhióỷt õọỹ khờ soùt:
(2-63)
* Thọng sọỳ chố thở:
1. Aùp suỏỳt chố thở trung bỗnh lyù thuyóỳt:
(2-64)
Trang 28
]K[
T
.T
0
1n
z
b
2

=

]K[1774
8,7

2676
.T
0
12,1
b
==

( )
( )
( )
( )
( )
bzz
2
2
zz
2
b
'
z
zzb
'
z
r1
Hzb
T.T.
1n
314,8
T.T.
2

b
T Ta
1M
Q.





++=
+

( )
( )
( )
( )
( )
1774.84,02676.86,0
1n
314,8
2676.86,00,84.1774
2
0,00599
0,86.2676-0,84.177421,361
0,0716,9125.
4,22.21176.8,09,0
2
22



++
+=
+

]MN/m[
p
.p
2
n
z
b
2

=
]MN/m[34,0
8,7
4,03
.p
2
1,2
b
==
]K[
p
p
TT
0
m
1-m
b

r
br








=
]K[1229
0,34
0,114
1774.T
0
1,5
1-1,5
r
=






=
]MN/m[
1
1

1n
11
1
1n1-
p
p
2
1n
1
1n
2
c
'
i
12
























=




m/s][6,5
30
4000.042,0
30
S.n
C
m
===
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
Trong õoù õổồỹc tờnh :

2. Aùp suỏỳt chố thở thổỷc tóỳ:
p
i
= p
i


.
õ
[MN/m
2
] (2-65)
p
i
= 0,731.0,93 = 0,68

[MN/m
2
]
3. Suỏỳt tióu hao khờ Biogas chố thở:
4. Hióỷu suỏỳt chố thở:
(2-66)

i
= 34%
*.Thọng sọỳ coù ờch:
1. Tọứn thỏỳt cồ giồùi:
Theo cọng thổùc kinh nghióỷm:
P
m
= 0,034 + 0,0113.C
m
+ p
r
-p
a

[MN/m
2
] (2-67)
Trong õoù:
P
m
= 0,034 + 0,0113.5,6 +
0,114 -0,08 =0,1312 [MN/m
2
]
P
m
= 0,1312 [MN/m
2
]
2. Aùp suỏỳt coù ờch trung bỗnh:
p
e
= p
i
- p
m
[MN/m
2
] (2-68)
p
e
= 0,68 - 0,1312 = 0,548 [MN/m
2
]

Trang 29
]MN/m[731,0
8,7
1
1
11,34
1
8,7
1
1
11,2
23,3
1-8,7
1,256
p
2
11,3411,2
'
i
=




























=

23,3
711
2676
.86,0
T
T
.
c
z
z
===


kw.h]/m[
T.p.M
.p
.9700V
3
ki1
vk
i

=
kw.h]/m[498,0
81.2986,9125.0,6
0,1.0,72
.9700V
3
i
==
3
kvH
ik1
i
10.p Q
p.T.371,15.M


=
%3434,0
10.0,1.72,0.21176
0,68.298.125371,15.6,9

3
i
===

25%
3,5
2,61-3,5
N
e
==
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
3. Hióỷu suỏỳt cồ giồùi:
(2-69)

m
= 80,6%
4. Suỏỳt tióu hao nhión lióỷu khờ Biogas coù ờch:
(2-70)
V
e
= 0,455 [m
3
/ml.h]
5. Suỏỳt tióu hao nhióỷt lổồỹng khờ Biogas:
Q
H
: Tờnh bũng MJ/m
3
(2-71)

6. Cọng suỏỳt õọỹng cồ ga cổỷc õaỷi:
(2-72)
Trong õoù: p
e
tờnh bũng KG/cm
2
7. ọỹ giaớm cọng suỏỳt so vồùi duỡng xng:
(2-73)
8. Mổùc tióu hao khờ Biogas khi õọỹng cồ õỏửy taới:
V
t
= N
e
.V
e
[m
3
/h] (2-74)
V
t
= 2,61.0,455 = 1,187 [m
3
/h]
9. Hióỷu suỏỳt coù ờch cuớa õọỹng cồ ga:
Trang 30
i
e
m
p
p

=

806,0
0,68
0,548
m
==

ml.h]/[m0,455 kw]/m[618,0
806,0
498,0
V
V
33
m
i
e
====

kw.h]/[MJ
T.p.M
.p.Q
.9700q
ke1
vkH
e

=
kw.h]/[MJ099,13
5.3016,9125.0,5

72,0.1,0.21176.10
.9700q
3
e
==

[ml]
900
n.V.p
N
he
e
=
lit107,0cm1072,4.
4
7,5.14,3
S.
4
.D
V
3
22
h
====

[ml]61,2
900
.40005,48.0,107
N
e

==
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110

e
=
i
.
m
(2-75)

e
= 0,34.0,806 = 0,275 = 27,5%

e
= 27,5%
2.2.5.Baớng so saùnh caùc thọng sọỳ tờnh toaùn:
* Quaù trỗnh naỷp:
TT
(1)
Thọng sọỳ
(2)
Thổù nguyón
(3)
.C khi sổớ duỷng xng
(4)
.C khi sổớ duỷng khờ Biogas
(5)
1
2

3
4
5
T
k

v

r
T
a
P
a
0
K
0
K
MN/m
2
298
0,7748
0,0707
360
0,085
298
0,72
0,07
352
0,079
* Quaù trỗnh neùn:

(1) (2) (3) (4) (5)
6
7
8
9
10
11
mc
v
mc

v
mc

v
n
1
p
c
T
c
KJ/kmol
0
K
KJ/kmol
0
K
KJ/kmol
0
K

MN/m
2
0
K
19,806 + 0,002095.T
21,22068+0,002963.T
19,8995 + 0,002152.T
1,372
1,4235
774
19,7563 + 0,004304.T
21,58166 + 0,00282.T
19,875 + 0,0042.T
1,34
1,246
711
*.Quaù trỗnh chaùy.
(1) (2) (3) (4) (5)
Trang 31
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
12
13
14
15
16
17
18
19
20

21
22
M
0
M
1
M
2

0


z
Q
H
Q
H
mcv

z
P
z
T
z
KJ/kmol
0
K
MN/m
2


0
K
0,512 (kmol k
2
/kg.nl)
0,479 (kmol h
2
/kg nl)
0,5158 (kmol /kg nl)
1,075
1,07
1,069
4914 (KJ/kg.nl)
43995 (KJ/kg nl)
21,207 + 0,002955.T
5,163
2626
5,6309 (m
3
k
2
/m
3
biogas)
6,9125 (m
3
h
2
/m
3

biogas)
5,7399 (m
3
/m
3
biogas)
0,8304
0,8425
0,86
0
21176 (KJ/m
3
)
21,361 + 0,002995.T
4,03
2676
*.Quaù trỗnh giaợn nồớ:
(1) (2) (3) (4) (5)
23
24
25
26
27
28
T
b
P
b
n
2

T
r
0
K
MN/m
2
0
K
1
7,8
1604
0,4
1,24
1055
1
7,8
1774
0,34
1,2
1229
*.Nhổợng thọng sọỳ chố thở:
(1) (2) (3) (4) (5)
29
30
31
32
P
I



P
I

I
g
I

MN/m
2
MN/m
2
%
0,9307
0,9027
31,47
260 (g/kw.h)
0,731
0,68
34
0,498 (m
3
/kw.h)
*.Nhổợng thọng sọỳ coù ờch:
(1) (2) (3) (4) (5)
Trang 32
ọử aùn tọỳt nghióỷp Nghión cổùu sổớ duỷng khờ Biogas trón õọỹng cồ
HONDA GX110
33
34
35

36
37
P
m
p
e

m
g
e

e
MN/m
2
MN/m
2
%
%
0,1456
0,757
83,87
309,9(g/kw h)
26,39
0,1312
0,548
80,6
0,618 (m
3
/kw h)
27,5

(a).ọử thở cọng khi õọỹng cồ duỡng xng (b).ọử thở cọng khi õọỹng cồ
duỡng khờ Biogas
Hỗnh.2.1.ọử thở cọng
Trang 33
1Vc
0,1
4,388
5,163
C
Z
P MN /m
2
P MN /m
2
C
C
Z
3,42
4,03
0,1
C
C
C
b
b
b
a
b
b
b

a
V ( l )
V ( l )
1Vc
5Vc
7,8Vc
1Vc
3Vc
5Vc
7,8Vc