Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Repceolajok vizsgálata hajtóanyag alkalmazási szempontokból Sárközi Eszter- Dr. Jánosi László
Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
A téma jelentősége napjainkban • Alternatív energiahordozók alkalmazási előnyei: – Kedvező környezeti hatások – Energiafüggőség mérséklése – A mezőgazdaság támogatása
• EU irányelvek: 2010-re a megújuló energiaforrások aránya legyen 5,75% a teljes üzemanyag felhasználáson belül • Magyarország kihasználatlan biomassza potenciállal rendelkezik Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
A téma előzményei a tanszéken • 500 órás féktermi vizsgálatok • Biodízel laboratóriumi előállítása különféle alapanyagokból (repce, napraforgó, sütőolaj, állati zsiradék)
• Konténerbe épített szakaszos üzemű berendezés tervezése • Laboratóriumi biodízel előállító építése Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Észterező berendezés 1- észterező tartály 2- alkoholmentesítő tartály 3- vegyszeradagoló szivattyú 4- bojler 5- vízszivattyú 6- keringető szivattyú 7- leeresztő cső
Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Motorvizsgálatok • ECE R-49 – 13 terhelési pont – kipufogógáz jellemzők – motorindikálás
Sopron 2006.
Diesel-motor regulátoros jelleggörbéje gázolajjal működtetve Nyomaték Óránkénti fogyasztás Effektív középnyomás
Effektív teljesítmény Fajlagos fogyasztás
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar 2200
350 Bt [kg/h] M [Nm] P e [kW] 300
bt [g/kWh] pe [kPa]
Jármű- és Hőtechnika tanszék 2000 1800 1600
250
1400 200
1200 1000
150
800 100
600 400
50
200 0 1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
0 2800
fordulatszám [1/perc]
Diesel-motor regulátoros jelleggörbéje 90% gáz olajjal + 10% RME-vel működtetve Nyomaték Óránkénti fogyasztás Effektív középnyomás
Effektív teljesítmény Fajlagos fogyasztás
350 Bt [kg/h] M [Nm] P e [kW ] 300
2 200
250
1 600
2 000
b t [g/kW h] p e [kPa ]
1 800
1 400 200
1 200 1 000
150
800 100
600 400
50
200 0 1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
0 2800
fordula tszá m [1/pe rc]
Diesel-motor regulátoros jelleggörbéje RME-vel működtetve Nyomaték Óránkénti fogyasztás Effektív középnyomás
Effektív teljesítmény Fajlagos fogyasztás
350 Bt [kg/h] M [Nm] Pe [kW] 300
2 200
250
1 600
2 000
bt [g/kWh] pe [kPa]
1 800
1 400 200
1 200 1 000
150
800 100
600 400
50
200 0 1200
1400
1600
1800
2000
2200
fordulatszám [1/perc]
2400
2600
0 2800
Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék Különböző összetételű hajtóanyagokkal üzemeltetett dieselmotor által leadott effektív teljesítmény
70,00 Effektív teljesítmény 65,00 [kW] 60,00
2.4 %
3.0 %
Százalékos eltérés a gázolajhoz viszonyítva [%]
5.4 %
68,1 66,5 65,7 64,4
55,00
Különböző összetételű hajtóanyagokkal üzemeltetett dízel motor korom kibocsátása
50,00 Hajtóanyagok RME 10%
RME 50%
4,5 RME
4 Korom kibocsátás [1/m]
Gázolaj
Gázolaj
3,5 3
RME10%
2,5
RME50%
2 1,5
RME
1 0,5 0 1400
Sopron 2006.
1600
1800 2000 2200 Fordulatszám [1/perc]
2400
2600
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Különböző összetételű hajtóanyagokkal a kiterített indikátor diagramok a maximális nyomatéknál
Az indikátor diagramok csúcsa kinagyítva a maximális nyomatéknál
120 Gázolaj RME RME 10% RME 50%
100
Gázolaj RME RME 10% RME 50%
106 104 102 100 Nyomás [bar]
Nyomás [bar]
80
60
40
98 96 94 92
20
90 88
0
0
100
200
300 400 500 Főtengely elfordulás [fok]
600
700
800
180
Sopron 2006.
182
184
186
188 190 192 194 Főtengely elfordulás [fok]
196
198
200
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
A jelenlegi kutatás célja: különböző repcefajták vizsgálata hajtóanyag alkalmazási szempontból.
Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Anyag és módszer • A nyers repceolajok és a RME-k fizikai/kémiai tulajdonságainak vizsgálata – – – –
•
Összetétel, Sűrűség, viszkozitás, Jódszám, savszám, Lobbanáspont, stb.
RME-k motorikus és környezeti tulajdonságainak vizsgálata – – – –
Regulátoros jelleggörbék felvétele Indikátordiagramok felvétele Tizenhárom-pontos mérési ciklus ECE 49 szerint Kipufogógáz összetevők
• Égési tulajdonságok elemzése Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
6 eltérő repceolaj vizsgálata • 6 olajminta: – Két fajta repce: • Bristol (B) és • Indián (I)
– 3-3 eltérő N műtrágyázás: • 1: csak alaptrágya • 2: alaptrágya + 1 adag nitrogén • 3: alaptrágya + 2 adag nitrogén
Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Mért paraméterek • • • • • • • •
Sűrűség Zárt téri lobbanáspont Nyílt téri lobbanáspont Víztartalom Jódszám Hidegszűrhetőségi határhőmérséklet (CFPP) Korróziós hatás Kokszmaradvány Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Mérési eredmények
Sopron 2006.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Zárt és nyílt téri lobbanáspontok 300 290
oC
280 270
zárt téri
260
nyílt téri
250 240 230 B1
B2
B3
I1
I2
I3
Sopron 2006.
Irodalmi adatok alapján a várt értékek zárt téri lobbanáspontra: 317-325ºC. A mért értékek 252-263 ºC közé esnek.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
Jódszám Jódszám 118 117
g/100g
116 115 Jódszám
114 113 112 111 110 B1
B2
B3
I1
I2
I3
Sopron 2006.
A mérési eredményeket tekintve a jódszám és a nitrogén pótlás összefüggést mutat.
Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Jármű- és Hőtechnika tanszék
További feladatok • A kutatás kiterjesztése érdekében további repcefajták kiválasztása • A további nyersolaj minták fizikai-kémiai elemzése • A RME-k fizikai, kémiai, motorikus vizsgálata • Az égési folyamatok elemzése Sopron 2006.
