C.2. Tính toán truyền nhiệt

Giả thiết dòng chảy rối hoàn toàn và ống nhẵn.

Nhiệt độ khí thải = 600 K = T_b1 (nhiệt độ đầu vào).

Nhiệt độ đầu ra cho phép với lắng đọng nhiệt di chuyển (khuyếch tán) 5 %:

T_b2 = 600 K x (0,827) = 523,2 K

Trung bình T_b2 = (600 + 523)/2 = 561,5 K

ở điều kiện trung bình (561,5 K):

 là mật độ = 0,63 kg/m³;

c_p = 1043 J/(kg K);

 = 0,0445 W/(m.K);

P_r = 0,86;

c_g = 52 m/s;

 = 4,4 x 10^-5 m²/s.

Các thông tin thêm:

đường kính ống truyền nhiệt d = 0,01273 m

Chiều dài ống truyền nhiệt l = 1,524 m

Diện tích thành ống truyền nhiệt A_w = 0,0609 m²

Diện tích mặt cắt ngang ống truyền nhiệt A = 0,1272 x 10^-3 m²

Lưu lượng khối lượng đi qua ống truyền nhiệt:

m' = dm/dt = p x c_g x A_w = 0,63 x 52 x 0,0001272 = 0,004167 kg/s

Tổn thất nhiệt qua thành dựa trên

Q' = (dm/dt)C_p x T_b

= 0,004167 x (1043) x (523 - 600) = -334,65 W

Q' = (Q) x (A_w) = -334,65 W

Do đó nhiệt độ của thành ống phải được duy trì cao hơn hoặc bằng 487 K đối với lưu lượng khối lượng riêng này.

Mối quan hệ giữa nhiệt độ lớn nhất của khí thải và nhiệt độ nhỏ nhất của thành ống truyền nhiệt được đề nghị như sau.

Bảng C.1 - Mối quan hệ giữa nhiệt độ lớn nhất của khí thải và nhiệt độ nhỏ nhất của thành ống

Nhiệt độ lớn nhất của khí thải		Nhiệt độ nhỏ nhất của thành ống
K	oC	K	oC
548	275	473	200
723	450	623	350
873	600	748	475

Nên xác lập nhiệt độ của thành ống trước khí dòng chảy đi qua ống. Mức độ lắng đọng (khuyếch tán) nhiệt di chuyển được đề nghị cực đại là 5 % ở bất kỳ nhiệt độ khí thải nào. Điều này đòi hỏi ở đầu ra của ống pha loãng nhiệt độ của dòng khí thải không nhỏ hơn 87 % nhiệt độ khí thải tại đầu vào của đầu lấy mẫu.
Phụ lục D

(tham khảo)

Theo 7.1, có thể chấp nhận các hệ thống khác hoặc các máy phân tích (các đối tượng) có thể được chấp nhận nếu chúng tạo ra kết quả tương đương. Việc xác định sự tương đương của hệ thống phải dựa trên nghiên cứu tương quan của 7 cặp mẫu (hoặc lớn hơn) giữa hệ thống được xem xét và một trong các hệ thống chuẩn đã được chấp nhận khi sử dụng theo chu trình thử thích hợp. Chuẩn cứ tương đương được áp dụng phải là F-test và Student's t-test hai phía.

Phương pháp thống kê khảo sát giả thiết cho rằng sai lệch chuẩn và giá trị trung bình đối với khí thải đo được bằng hệ thống chuẩn không khác so với sai lệch chuẩn và giá trị trung bình đối với khí thải đo được bằng hệ thống được xem xét. Giả thiết phải được kiểm tra trên cơ sở mức 5 % của các giá trị F và t. Các giá trị tới hạn của F và t đối với 7 đến 10 cặp mẫu được đưa ra trong Bảng 6. Nếu F và t tính toán theo công thức dưới đây lớn hơn giá trị tới hạn của F và t thì hệ thống được xem xét là không tương đương.

Cần phải theo quy trình sau đây. Các chỉ số dưới dòng R và C lần lượt thể hiện hệ thống chuẩn và hệ thống được xem xét.

a) Thực hiện ít nhất 7 thử nghiệm (tốt nhất là thử nghiệm song song) với hệ thống đối xem xét và hệ thống chuẩn. Số lượng các thử nghiệm là n_R và n_C.

b) Tính toán giá trị trung bình x_R và x_C và sai lệch chuẩn s_R và s_C.

c) Tính toán giá trị F như sau:

(sai lệch chuẩn lớn hơn phải nằm ở tử số)

d) Tính toán giá trị t như sau:

e) So sánh các giá trị F và t tính toán được với giá trị F và t theo số lượng các thử nghiệm cho trong bảng D.1. Nếu lựa chọn số kích cỡ mẫu lớn hơn, nên dùng bảng thống kê đối với mức 5 % (độ tin cậy 95 %).

f) Xác định mức tự do (df):

Đối với F-test:

Đối với t-test:

Bảng D.1 - Các giá trị F và t đối với các số lượng mẫu lựa chọn

Số mẫu	F-test		t-test
	Df	Fcrit	df	tcrit
7	6/6	4,284	12	2,179
8	7/7	3,787	14	2,145
9	8/8	3,438	16	2,120
10	9/9	3,179	18	2,101

g) Xác định sự tương đương như sau:

- Nếu F < F_crit và t < t_crit thì hệ thống được xem xét là tương đương với hệ thống chuẩn, theo tiêu chuẩn này;

- Nếu F ≥ F_crit và t ≥ t_crit thì hệ thống được xem xét khác với hệ thống chuẩn, theo tiêu chuẩn này.
Phụ lục E

(tham khảo)

(tham khảo)

Tất cả ngoại trừ phần nhỏ cacbon trong khí thải do nhiên liệu, và tất cả ngoại trừ một phần rất nhỏ nằm trong khí thải như CO₂. Đây là cơ sở của việc kiểm tra đánh giá dựa trên các phép đo CO₂.

Dòng cacbon đi vào hệ thống đo khí thải được xác định từ lưu lượng nhiên liệu. Lưu lượng của cacbon tại các điểm lấy mẫu khác nhau trong khí thải và hệ thống lấy mẫu hạt được xác định từ nồng độ CO₂ và lưu lượng tại các điểm đo.

Theo đó, động cơ cung cấp nguồn dòng chảy cacbon đã biết, và khi tuân theo dòng cacbon tương tự trong đường ống xả và tại cửa ra của hệ thống lấy mẫu hạt PM một phần dòng sẽ làm thay đổi mức độ rò rỉ và độ chính xác đo của dòng chảy. Sự kiểm tra này có ưu việt là các thành phần đều đang vận hành trong các điều kiện thử nghiệm động cơ thực tế về nhiệt độ và dòng chảy.

Biểu đồ sau đây chỉ ra các điểm đo mà ở đó dòng cacbon phải được kiểm tra. Các phương trình cụ thể đối với dòng cacbon tại các điểm lấy mẫu được cho trong F.2 đến F.4.

CHÚ DẪN

2 hệ thống lấy mẫu một phần

a vị trí 1.

b vị trí 2.

c vị trí 3.

d không khí.

e nhiên liệu.

Hình F.1 - Các điểm đo khí kiểm tra dòng cacbon

F.2. Lưu lượng cacbon đi vào động cơ (vị trí 1)

Lưu lượng cacbon đi vào động cơ đối với nhiên liệu C_H_O_ là:

(F.1)

Lưu lượng khối lượng cacbon trong ống xả của động cơ phải được xác định từ nồng độ CO₂ chưa pha loãng và lưu lượng khối lượng của khí thải.

(F.2)

Đối với hệ thống pha loãng một phần dòng, cần quan tâm đến tỷ lệ phân chia. Lưu lượng cacbon phải được xác định từ nồng độ CO₂ được pha loãng, lưu lượng khối lượng khí thải và lưu lượng lấy mẫu.

(F.3)

[1] TCVN 6439:2008 (ISO 1585:1992), Phương tiện giao thông đường bộ - Quy tắc thử động cơ - Công suất hữu ích.

[2] ISO 2534 - 1974, Road vehicles - Enginne test code - Net power (Phương tiện giao thông đường bộ, Quy tắc thử động cơ - Công suất toàn phần).

[3] TCVN 7861-1:2008 (ISO 2710-1:2000), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Từ vựng - Phần 1: Thuật ngữ thiết kế và vận hành động cơ.

[4] TCVN 7861-2:2008 (ISO 2710-2:1999), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Từ vựng - Phần 2: Thuật ngữ bảo dưỡng động cơ.

[5] ISO/TR 3313-1998, Measurement of fluid flow in closed conduits - Guidelines on the effects of flow pulsation on flow- measurement instruments (Đo dòng chảy trong ống dẫn kín - Chỉ dẫn về các ảnh hưởng của các xung lực dòng chảy đến thiết bị đo lưu lượng).

[6] ISO 5167-1:2003, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross- section conduits running full - Part 1: General principles and requirements (Đo dòng chảy bằng thiết bị chênh lệch áp suất lắp vào vòng tròn mặt cắt ngang ống - Phần 1: Các quy tắc và yêu cầu chung).

[7] ISO 5167-2:2003, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross- section conduits running full - Part 2: Orifice plates (Đo dòng chảy bằng thiết bị chênh lệch áp suất lắp vào vòng tròn mặt cắt ngang ống - Phần 2: Các tấm tiết lưu).

[8] ISO 5167-3:2003, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross- section conduits running full - Part 3: Nozzles and Venturi nozzles (Đo dòng chảy bằng thiết bị chênh lệch áp suất lắp vào vòng tròn mặt cắt ngang ống - Phần 3: ống phun và ống phun venturi).

[9] ISO 5167-4:2003, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross- section conduits running full - Part 4: Venturi tubes (Đo dòng chảy bằng thiết bị chênh lệch áp suất lắp vào vòng tròn mặt cắt ngang ống - Phần 4: Các ống venturi).

[10] ISO 5168:2005, Measurement of fluid flow - Procedures for the evaluation of uncertaintines (Đo dòng chất lỏng - Quy trình đánh giá độ không chính xác).

[11] ISO/TR 7066-1:1997, Assessment of uncertainty in calibration and use of flow measurement devices - Part 1: Linear calibration relationships (Đánh giá độ không chính xác của việc hiệu chuẩn và sử dụng thiết bị đo lưu lượng - Phần 1: Các quan hệ hiệu chuẩn tuyến tính).

[12] ISO 7066-2:1998, Assessment of uncertainty in calibration and use of flow measurement devices - Part 2: Non- linear calibration relationships (Đánh giá độ không chính xác của việc hiệu chuẩn và sử dụng thiết bị đo lưu lượng - Phần 2: Các quan hệ hiệu chuẩn không tuyến tính).

[13] TCVN 6852-1:2006 (ISO 8178-1:1996), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 1: Băng thử đo phát thải khí và phát thải bụi.

[14] TCVN 6852-2:2006 (ISO 8178-2:1996), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 2: Đo phát thải khí và phát thải bụi tại hiện trường.

[15] TCVN 6852-3:2006 (ISO 8178-3:1996), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 3: Các định nghĩa và phương pháp đo khói khí thải trong chế độ ổn định.

[16] TCVN 6852-7:2006 (ISO 8178-7:1996), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 7: Xác định các họ động cơ.

[17] TCVN 6852-8:2006 (ISO 8178-8:1996), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 8: Xác định các nhóm động cơ.

[18] TCVN 6852-9:2006 (ISO 8178-9:1996), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 9: Chu trình và phương pháp thử đối với băng thử đo phát thải khói từ động cơ cháy do nén hoạt động trong điều kiện chuyển tiếp.

[19] TCVN 6852-9:2006 (ISO 8178-9:2000/Amd.1:2004), Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 9: Chu trình và phương pháp thử đối với băng thử đo phát thải khói từ động cơ cháy do nén hoạt động trong điều kiện chuyển tiếp - sửa đổi 1.

[20] ISO 8178-10:2000, Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 10: Test cycles and test procedures for field measurement of exhaust gas smoke emission from compression ignition engines operation under trasient conditions (Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 10: Chu trình và phương pháp thử đối với băng thử đo phát thải khói từ động cơ cháy do nén hoạt động trong điều kiện chuyển tiếp)

[21] ISO 8178-11:2006, Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 11: Test- bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions from engines used in nonroad mobile machinery under transient conditions (Động cơ đốt trong kiểu Pittông - Đo chất phát thải - Phần 11: Băng thử đo phát thải khí và phát thải bụi từ động cơ sử dụng trong các máy di động không vận hành trên đường hoạt động trong điều kiện chuyển tiếp).

[22] ISO 8665-1994, Small craft - Marine propulsion engines and systems - Power measurements and declarations (Tàu thủy nhỏ - Động cơ đẩy tàu thủ và các hệ thống - Các phép đo công suất và công bố công suất).

[23] ISO 9249:1989, Earth - moving machinery - Engines test code - Net power (Máy làm đất - Quy tắc thử động cơ - Công suất hữu ích).

[24] ISO 10054:1989, Reciprocating internal combustion compression-ignition engines - Measurement apparatus for smoke from engines operation under steady-state conditions - Filter-type smokemeter (Động cơ đốt trong nén cháy - Thiết bị đo độ khói của động cơ hoạt động trong điều kiện ổn định - Thiết bị đo khói kiểu lọc).

[25] TCVN 7663:2007 (ISO 11614:1999), Động cơ đốt trong nén cháy - Dụng cụ đo độ mờ khói và xác định hệ số hấp thụ ánh sáng của khí thải.

[26] UN - ECE R24:1986, Uniform provisions concerning; I: The approval of compression ignition (CI) engines with regard to the emission of visible pollutants; II: The approval of motor vehicles with regard to the installation of C.I. engines of an approved type; III: The approval of motor vehicles equipped with C.I. engines with regard to the emssion of visible pollutants by the engine; IV: The measurement of power of C.I. engine (Quy định thống nhất đối về; I: Phê duyệt động cơ nén cháy với phát thải các chất ô nhiễm nhìn thấy được; II: Phê duyệt ô tô liên quan đến lắp đặt kiểu động cơ C.I; III: Phê duyệt ô tô lắp động cơ C.I liên quan đến các chất ô nhiễm nhìn thấy được thải ra từ động cơ; IV: Đo công suất của các động cơ nén cháy.

[27] UN - ECE 49:2000, Uniform provisions concerning the approval of compression ignition (C.I) and natural gas (NG) engines as well as positive ignition (P.I) fuelled with liquefied petroleum gas (LPG) and vehicles equipped with C.I and NG engines and P.I. Engines fuelled with LPG, with regards to the emissioins of pollutants (Quy định thống nhất về phê duyệt phát thải của động cơ cháy do nén (C.I.) và động cơ dùng khí thiên nhiên (NG) cũng như động cơ đốt cháy cưỡng bức (P.I) sử dụng khí hóa lỏng (LPG) và phương tiện trang bị động cơ C.I. và động cơ NG và động cơ P.I. sử dụng LPG).

[28] 88/77/EEC:1988, Council directive on the approximation of the laws of the member states relating to the measures to be taken from diesel engines to the use in vehicles (Chỉ thị của hội đồng về sự xấp xỉ nhau của các luật quốc gia thành viên có liên quan đến đánh giá động cơ điêzen sử dụng trên các xe).

[29] SAE J244:1992, Measurement of intake air or exhaust gas flow of diesel engines (Đo lưu lượng không khí nạp hoặc lưu lượng khí thải của động cơ điêzen).

[30] ICO MIA standard No. 34-88:1984, Test procedure for the measurement of exhaust emissioni from marine engines (Quy trình thử để đo các chất thải phát từ các động cơ tàu thủy).

[31] US Federal Register Part II. EPA 40, CFR Part 89, 90, 91, Air Pollution Control; Gasoline Spark - Ignition Marine Engines; New Nonroad Compression-Ignition and Spark-Ignitioin Engines, Exemtions; Rule (Đăng kiểm liên bang Hoa Kỳ phần II. EPA 40, CFR phần 89, 90, 91, Kiểm soát ô nhiễm không khí; Động cơ thủy đánh lửa cưỡng bức dùng nhiên liệu xăng; Các động cơ nén cháy và đốt cháy cưỡng bức mới không dùng cho xe vận hành trên đường, Kiểm soát; Quy định).

[32] US Federal Register, CFA Part 86 # 345, On highway engines, Control of emissions of gaseous and particulate on non-rod mobile engines (Đăng kiểm liên bang Hoa Kỳ, CFR phần 86 bài 345, Các động cơ tốc độ cao, kiểm soát chất thải khí và hạt từ động cơ nguồn di động không vận hành trên đường).

[33] US Federal Register, CFA Part 96, Control of emissions of gaseous and particulate on non-rod mobile engines (Đăng kiểm liên bang Hoa Kỳ, CFR phần 96, Kiểm soát chất thải khí và bụi từ động cơ nguồn di động không vận hành trên đường).

[34] US Federal Register Part III, CFR Part 89 et al., Control of Emissions of Air Pollution From New Marine Compression-Ignition Engines at or Above 37 kW; Final Rule (Đăng kiểm liên bang Hoa Kỳ phần III, CFR phần 89, …, Kiểm soát chất thải gây ô nhiễm không khí từ động cơ nén cháy mới lắp trên tàu thủy công suất bằng hoặc hơn 37 kW; quy định cuối cùng).
MỤC LỤC

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Ký hiệu và chữ viết tắt

4.1 Ký hiệu chung

4.2 Ký hiệu của các thành phần nhiên liệu

4.3 Ký hiệu và chữ viết tắt cho các thành phần hóa học

5 Điều kiện thử

5.1 Điều kiện thử động cơ

5.2 Động cơ có làm mát không khí nạp

5.3 Công suất

5.4 Điều kiện thử nghiệm riêng

6 Nhiên liệu thử

7 Thiết bị đo và các dữ liệu được đo

7.1 Yêu cầu chung

7.2 Đặc tính kỹ thuật của động lực kế

7.3 Lưu lượng khí thải

7.4 Độ chính xác

7.5 Xác định thành phần của khí

7.6 Xác định hạt

8 Hiệu chuẩn các thiết bị phân tích

8.1 Yêu cầu chung

8.2 Khí hiệu chuẩn

8.3 Quy trình vận hành đối với các máy phân tích và hệ thống lấy mẫu

8.4 Thử rò rỉ

8.5 Quy trình hiệu chuẩn

8.6 Hiệu chuẩn bộ phân tích khí đánh dấu nhằm đo lưu lượng khí xả

8.7 Thử hiệu suất của bộ chuyển đổi NO_x

8.8 Điều chỉnh FID

8.9 Hiệu ứng nhiễu đối với các máy phân tích CO, CO₂, NO_x, O₂, NH₃ và N₂O

8.10 Khoảng thời gian hiệu chuẩn

9 Hiệu chuẩn hệ thống đo hạt

9.1 Quy định chung

9.2 Quy trình hiệu chuẩn

9.3 Điều kiện không toàn dòng

9.4 Khoảng thời gian hiệu chuẩn

10 Hiệu chuẩn hệ thống lấy mẫu pha loãng toàn dòng kiểu thể tích không đổi CVS

10.1 Quy định chung

10.2 Hiệu chuẩn bơm thể tích kiểu piston (PDP)

10.3 Hiệu chuẩn venturi dòng tới hạn (CFV)

10.4 Hiệu chuẩn venturi dưới âm (SSV)

10.5 Xác nhận lại toàn bộ hệ thống

11 Điều kiện vận hành (chu trình thử)

12 Chạy thử

12.1 Chuẩn bị các bộ lọc lấy mẫu

12.2 Lắp đặt thiết bị đo

12.3 Khởi động hệ thống pha loãng và động cơ

12.4 Điều chỉnh tỷ số pha loãng

12.5 Xác định các điểm thử

12.6 Kiểm tra các máy phân tích

12.7 Chu trình thử

12.8 Kiểm tra lại các máy phân tích

12.9 Báo cáo thử

13 Đánh giá dữ liệu cho các chất thải khí và hạt

13.1 Các khí thải

13.2 Các chất phát thải hạt

14 Tính toán các chất phát thải khí

14.1 Yêu cầu chung

14.2 Xác định lưu lượng khí thải

14.3 Hiệu chỉnh khô - ướt

14.4 Hiệu chỉnh NOx đối với độ ẩm và nhiệt độ

14.5 Tính toán lưu lượng khối lượng chất phát thải

14.6 Tính toán sự phát thải riêng

15 Tính toán chất phát thải hạt

15.1 Hệ số hiệu chỉnh hạt đối với độ ẩm

15.2 Hệ thống pha loãng một phần dòng

15.3 Hệ thống pha loãng toàn dòng

15.4 Tính toán lưu lượng khối lượng hạt

15.5 Tính toán sự phát thải riêng

15.6 Hệ số trọng lượng hiệu dụng

16 Xác định các chất phát thải khí

16.1 Quy định chung

16.2 Các thành phần khí thải chính CO, CO₂, HC, NO_x, O₂

16.3 Phân tích amoniac

16.4 Phân tích metan

16.5 Phân tích metanol

16.6 Phân tích focmandehit

17 Xác định hạt

17.1 Quy định chung

17.2 Hệ thống pha loãng

17.3 Hệ thống lấy mẫu hạt

Phụ lục A (quy định) Tính toán lưu lượng khối lượng khí thải và/hoặc lưu lượng khối lượng không khí đốt

Phụ lục B (tham khảo) Ví dụ tính toán lưu lượng khối lượng khí thải

Phụ lục C (tham khảo) Tính toán nhiệt (ống truyền nhiệt)

Phụ lục D (tham khảo) Xác định sự tương đương của hệ thống

Phụ lục E (tham khảo) Các thông số nhiên liệu riêng