Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 1773-4:1999 Máy kéo nông nghiệp - Phương pháp thử - Phần 4: Đo khí thải

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 1773-4:1999

(ISO 789-4:1982)

MÁY KÉO NÔNG NGHIỆP - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 4: ĐO KHÍ THẢI
Agricultural tractors – Test procedures- Part 4: Measurement of exhaust smoke

Soát xét lần 3

TCVN 1773-4:1999 hoàn toàn tương đương với ISO 789-4:1982

TCVN 1773:1999 gồm 18 phần.

TCVN 1773-4:1999 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC23 Máy kéo và máy dùng trong nông – lâm nghiệp biên soạn. Tổng Cục Tiêu chuẩn – Đo lường – Chất lượng và Vụ Khoa học Công nghệ và Chất lượng sản phẩm thuộc Bộ Nông nghiệp và PTNT đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường ban hành.

1. Phạm vi áp dụng

Phần này của TCVN 1773 quy định phương pháp thử đo khói phát ra từ động cơ của máy kéo nông nghiệp khi làm việc với tốc độ ổn định.

2. Tiêu chuẩn trích dẫn:

TCVN 1773-1: 1999 (ISO 789-1) Máy kéo bánh nông nghiệp – Phương pháp thử - Phần 1: Thử công suất của trục trích công suất.

ISO 2288 Máy kéo và máy nông nghiệp – Phương pháp thử động cơ (trên băng) – Công suất có ích.

3. Thiết bị đo

Cần có các thiết bị thử sau đây:

3.1. Lực kế

3.2. Mật độ kế, phù hợp theo yêu cầu nêu ở phụ lục A, lắp đặt và sử dụng theo mô tả ở phụ lục B.

4. Điều kiện thử

4.1. Phòng thí nghiệm

Nhiệt độ và áp suất khí quyển trong phòng thí nghiệm cần đạt sao cho hệ số F, lớn hơn 0,98 và nhỏ hơn 1,02 khi tính theo công suất sau:

Trong đó:

P là áp suất khí quyển, tính bằng milimét thủy ngân^[1]), trong phòng thử nghiệm;

T là nhiệt độ nhiệt động lực học, trong phòng thí nghiệm tính bằng Kelvin

4.2. Động cơ hoặc máy kéo

Động cơ hoặc máy kéo cần phải giữ trong trạng thái cơ học tốt và phải được chạy rà trước.

Cần thử nghiệm động cơ với đầy đủ các thiết bị lắp đi kèm, theo quy định trong TCVN 1773-1:1999 (ISO 789-1).

Việc đặt động cơ cần tuân thủ theo các điều hướng dẫn của nhà chế tạo và được quy định theo TCVN 1773-1:1999 (ISO 789-1).

Cơ cấu thoát khí thải không được có lỗ thủng vì như vậy có thể làm loãng khí thải động cơ.

Động cơ cần được duy trì trong tình trạng làm việc bình thường theo quy định của nhà chế tạo. Đặc biệt, nước làm mát và dầu cần được duy trì ở nhiệt độ bình thường theo chỉ dẫn của nhà chế tạo.

4.3. Nhiên liệu:

Trong điều kiện cho phép, sử dụng loại nhiên liệu được chỉ dẫn (quy cách kỹ thuật nêu ở phụ lục C). Nếu không dùng loại nhiên liệu theo chỉ dẫn trên thì cần ghi rõ các quy cách đặc điểm của loại nhiên liệu thử theo nội dung như đã nêu ở phụ lục C. Trong báo cáo kết quả thử cần ghi loại nhiên liệu đã dùng để thử.

5. Phương pháp thử:

5.1. Việc thử có thể tiến hành ở trên động cơ hoặc trên máy kéo.

5.2. Cần đo mật độ khói do động cơ thải ra khi động cơ làm việc ở 80% mức tải tối đa^[2]) trong điều kiện tốc độ ổn định. Cần tiến hành 6 phép đo ứng với các tốc độ động cơ phân cách đều nhau giữa 2 chế độ tốc độ.

a) Tốc độ ứng với công suất tối đa

b) Tốc độ có giá trị cao hơn một trong hai tốc độ sau:

- 55% tốc độ động cơ khi công suất tối đa

- 1000 v/ph

Các điểm biên tốc độ khi đo sẽ là các điểm giới hạn trên và dưới của khoảng cách đo tốc độ nêu trên.

5.3. Trong trường hợp động cơ thử là động cơ diezen có lắp bộ tích áp làm tăng nhiên liệu được phun thì thiết kế như vậy cần tiến hành các phép đó khi có và không có bộ tích áp làm việc. Tại mỗi giá trị tốc độ động cơ sẽ lấy kết quả đo mật độ nào có giá trị cao hơn trong hai số đo thu được.

5.4. Đối với mỗi tốc độ đo trong 6 phép đo nêu trên để xác định mật độ khí thải, lưu lượng khí thải danh định, tính bằng lít trong một giây, cần được tính theo công thức sau:

a) Với động cơ hai kỳ:

b) Với động cơ bốn kỳ:

Trong đó:

V là dung tích xi lanh của động cơ tính bằng lít

n là tốc độ quay động cơ (tần số quay) trong một phút (min^-1)

6. Báo cáo kết quả thử (xem phụ lục D)

Báo cáo kết quả thử gồm các vấn đề sau:

a) Tên và địa chỉ đơn vị chế tạo máy kéo;

b) Kiểu và số đợt sản xuất máy kéo,

c) Mã hiệu, kiểu và số đợt sản xuất động cơ,

d) Mức độ phát khí:

1) Các giá trị giới hạn

2) Các giá trị hấp thụ đo được

e) Mã hiệu và loại mật độ kế,

f) Các số liệu chi tiết về loại nhiên liệu dùng trong thử nghiệm.

PHỤ LỤC A

(quy định)

YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA MẬT ĐỘ KẾ (OPACIMETER)

A.1. Đặc tính cơ bản

A.1.1. Chất khí cần đo phải được lưu giữ trong một buồng kín, mặt bên trong không phản xạ.

A.1.2. Khi xác định độ dài hữu hiệu của vệt ánh sáng đi qua chất khí, cần tính đến ảnh hưởng có thể có của các bộ phận bảo vệ nguồn ánh sáng và tế bào quang điện. Độ dài hữu hiệu trên sẽ được chỉ ra trên dụng cụ thí nghiệm.

A.1.3. Đồng hồ chỉ thị của mật độ kế có hai thang đo, một thang chỉ các đơn vị tuyệt đối hấp thụ ánh sáng thực tế, từ 0 đến ¥(m^-1) còn thang kia tỷ lệ xích tuyến từ 0 đến 100; cả hai thang đo trên có phạm vi biến đổi từ 0 với thông lượng ánh sáng hoàn toàn đến giá trị cao nhất của thang đo khi đạt chế độ tối hoàn toàn.

A.2. Cấu tạo

A.2.1. Về mặt tổng thể

Kết cấu của dụng cụ phải đảm bảo, trong điều kiện chạy với tốc độ ổn định, buồng chứa khói được nạp đầy khói có mật độ đồng nhất.

A.2.2. Buồng chứa khói và buồng chứa dụng cụ đo mật độ:

A.2.2.1. Độ va đập của ánh sáng phân tán lên tế báo quang điện do tác động của phản xạ bên trong hoặc khuyếch tán cần được giảm đi đến mức tối thiểu (ví dụ, bằng cách gia công bề mặt bên trong có màu đen mờ và bằng cách bố trí sơ đồ thiết bị thử phù hợp).

A.2.2.2. Các đặc trưng quang học cần đảm bảo hiệu ứng kết hợp của sự khuyếch tán và phản xạ không vượt quá một đơn vị trên thang đo tuyến tính khi buồng chứa được nạp đầy khói có hệ số hấp thụ gần tới 1,7m^-1.

A.2.3. Nguồn sáng:

Nguồn sáng phải là một đèn nóng sáng có nhiệt độ màu trong phạm vi từ 2800 đến 3250 K.

A.2.4. Bộ phận thu

A.2.4.1. Bộ phận thu bao gồm một tế bào quang điện có đặc tuyến phổ đáp ứng tương tự với đường photopic (điều tiết nhìn qua ánh sáng chói) của mắt con người (mức đáp ứng tối đa đạt được trong phạm vi từ 550 đến 750 nm, còn phạm vi dưới 430 nm và cao hơn 680 nm thì mức đáp ứng đạt ở giá trị thấp hơn 4% so với mức đáp ứng tối đa.

A.2.4.2. Cấu tạo mạch điện, bao gồm cả đồng hồ chỉ thị cần đảm bảo sao cho dòng điện ở đầu ra của tế bào quang điện là một hàm tuyến tính theo cường độ ánh sáng tiếp nhận trên phạm vi dải nhiệt độ làm việc của tế bào quang điện.

A.2.5. Các thang đo

A.2.5.1. Hệ số hấp thụ ánh sáng k cần được tính theo công thức:

f = f ₀e^-kL

Trong đó:

L là độ dài hữu hiệu của vệt sáng đi qua chất khí cần được đo;

f₀ là thông lượng tới;

f là thông lượng thoát ra.

Nếu độ dài hữu hiệu L của một loại mật độ kế nào đó không thể đánh giá một cách trực tiếp theo chiều dài hình học của nó thì độ dài hữu hiệu L đó cần xác định bằng một trong các cách sau đây:

a) Theo phương pháp đã quy định ở điều A.3,

b) Theo tương quan với một loại mật độ kế khác mà độ dài hữu hiệu đối với dụng cụ đó đã được biết.

A.2.5.2. Mối quan hệ giữa thang đo tuyến tính (từ 0 đến 100) và hệ số hấp thụ ánh sáng k được xác định từ công thức

Trong đó N là một giá trị đo chỉ trên thang đo tuyến tính.

A.2.5.3. Đồng hồ chỉ thị của mật độ kế cần cho phép đọc được hệ số hấp thụ đạt 1,7m^-1 với độ chính xác đạt 0,025m^-1.

A.2.6. Điều chỉnh và thử thiết bị đo

A.2.6.1. Mạch điện của tế bào quang điện và đồng hồ chỉ thị cần đảm bảo có thể điều chỉnh được để kim chỉ báo có thể được chuẩn lại về số 0 khi thông lượng ánh sáng đi qua buồng dùng chứa khói có đầy không khí trong sạch, hoặc đi qua một buồng có các đặc tính đồng nhất như vậy.

A.2.6.2. Khi đèn bị tắt và mạch điện đo hở hoặc bị ngắt mạch, giá trị đọc của hệ số hấp thụ trên thang đo sẽ bằng vô tận (¥), và nó vẫn giữ đúng giá trị đo khi mạch đo được nối lại.

A.2.6.3. Cần tiến hành một lần kiểm tra trung gian bằng cách đặt một màn chắn trong buồng chứa khói, đại diện cho một chất khí có hệ số hấp thụ k đã biết – được đo như đã mô tả trong A.2.5.1- ở phạm vi giữa 1,6 và 1,8 m^-1. Giá trị k cần được nhận biết ở phạm vi tới 0,025 m^-1. Việc kiểm tra trên nhằm kiểm nghiệm để đảm bảo giá trị này không chênh lệch 0,05m^-1 so với số đọc được trên mặt đồng hồ chỉ thị của mật độ kế khi màn chắn được đưa vào giữa nguồn sáng và tế bào quang điện.

A.2.7. Áp suất của chất khí được đo và của không khí làm sạch

A.2.7.1. Áp dụng khí thải trong buồng chứa khói không được chênh lệch với áp suất khí quyển hơn 735 Pa.

A.2.7.2. Sự biến đổi áp suất chất khí được đo và của không khí làm sạch không được làm cho hệ số hấp thụ thay đổi lớn hơn 0,05m^-1 đối với chất khí có hệ số hấp thụ bằng 1,7m^-1.

A.2.7.3. Mật độ kế cần được trang bị các bộ phận thích hợp để đo áp suất trong buồng khói.

A.2.7.4. Các giá trị giới hạn của sự biến đổi áp suất của khí thải và không khí làm sạch trong buồng chứa khói sẽ được nhà chế tạo thiết bị đo ấn định.

A.2.8. Nhiệt độ của khí thải được đo

A.2.8.1. Tại mọi điểm trong buồng khói, nhiệt độ khí lúc đo tức thời cần đạt giữa 70⁰C và một nhiệt độ tối đa đã được quy định bởi nhà chế tạo mật độ kế để đảm bảo các giá trị đo trong phạm vi nhiệt độ này không biến đổi lớn hơn 0,1m^-1 nếu buồng khói được nạp một chất khí có hệ số hấp thụ 1,7m^-1.

A.2.8.2. Mật độ kế cần được trang bị các bộ phận thích hợp để đo nhiệt độ trong buồng khói.

A.3. Xác định độ dài hữu hiệu L của mật độ kế

A.3.1. Quy định chung

A.3.1.1. Trong một số loại mật độ kế, chất khí giữa nguồn sáng và tế bào quang điện, hoặc giữa các bộ phận trong suốt bảo vệ nguồn sáng và tế bào quang điện không có mật độ cố định. Trong trường hợp đó, độ dài hữu hiệu L sẽ là độ dài của một cột chất khí có mật độ đồng nhất cần thiết để nhận được cùng một độ hấp thụ sáng như độ hấp thụ nhận được khi chất khí này được dẫn nạp một cách bình thường vào mật độ kế.

A.3.1.2. Độ dài hữu hiệu của vệt ánh sáng sẽ thu nhận được bằng cách so sánh giá trị đọc N trên mật độ kế khi làm việc bình thường, với giá trị đọc N­₀ thu nhận được khi dụng cụ đo đã được hiệu chuẩn để sao cho chất khí thử nghiệm đáp ứng được một độ dài đã được xác định L₀.

A.3.1.3. Cần thiết tiến hành lấy các giá trị đo so sánh kế tiếp nhau nhanh chóng nhằm xác định giá trị cần hiệu chỉnh để xê dịch số “không”

A.3.2. Quy trình thử

A.3.2.1. Chất khí thử cần phải là khí thải có mật độ cố định hoặc là một chất khí hấp thụ ánh sáng có mật độ tương tự mật độ của khí thải.

A.3.2.2. Xác định một độ dài L₀ nhất định của dụng cụ đo mật độ, mà độ dài đó có thể thực hiện được một cách đồng nhất đối với chất khí thử nghiệm và hai đầu của đoạn dài đó thật thẳng góc với vệt ánh sáng. Độ dài này sẽ gần bằng với độ dài hữu hiệu đã dự kiến của mật độ kế.

A.3.2.3. Đo nhiệt độ trung bình của chất khí thử trong buồng khói

A.3.2.4. Trong trường hợp cần thiết, cần đưa một bình mở rộng có thiết kế gọn và dung tích đủ để giảm được các mạch động, trên đoạn đường lấy mẫu gần sát bộ phận thăm dò khí. Ngoài ra cũng có thể lắp thêm một bộ phận làm mát. Việc đưa thêm bình mở rộng và bộ phận làm mát vào không được làm xáo trộn quá mức cấu thành của khí thải.

A.3.2.5. Xác định độ dài hữu hiệu bằng cách đưa một mẫu chất khí thử nghiệm luân phiên qua mật độ kế khi làm việc bình thường và qua cùng một thiết bị đã được hiệu chỉnh theo chỉ dẫn ở điều A.3.1.2.

A.3.2.5.1. Ghi lại các giá trị đo của mật độ kế một cách liên tục trong khi thử, dùng một máy ghi có thời gian đáp ứng bằng hoặc nhỏ hơn thời gian đáp ứng của mật độ kế.

A.3.2.5.2. Cho dụng cụ đo làm việc bình thường, ghi lại giá trị đo trên thang đo tuyến tính ứng với độ mờ đục N và nhiệt độ trung bình T của chất khí, tính bằng Kelvin.

A.3.2.5.3. Với độ dài đã biết L₀ đạt được khi thử với cùng chất khí thử nghiệm, ghi lại số giá trị đo trên thang đo tuyến tính ứng với độ mờ đục N_o và nhiệt độ trung bình của chất khí T₀, tính bằng Kelvin.

A.3.2.6. Độ dài hữu hiệu được xác định bằng công thức:

A.3.2.7. Lặp lại phép thử, dùng ít nhất bốn mẫu chất khí thử nghiệm để đạt kết quả do phân cách đều nhau giữa số 20 và 80 trên thang đo tuyến tính.

A.3.2.8. Tính giá trị trung bình toán học của các độ dài hữu hiệu đã được tính toán theo quy định ở điều A.3.2.6 cho mỗi mẫu của khí thử và giá trị trung bình đó được coi như độ dài hữu hiệu của mật độ kế.

PHỤ LỤC B

(quy định)

LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG DỤNG CỤ ĐO MẬT ĐỘ

B.1. Mật độ kế để lấy mẫu khí

B.1.1. Tỷ số của tiết diện bộ phận thăm dò khí với tiết diện của ống thải không được nhỏ hơn 0,05. Áp suất ngược đo được trong ống thải tại cửa vào của bộ phận thăm dò không được vượt quá 735 Pa.

B.1.2. Bộ phận thăm dò khí phải là một ống có một đầu hở quay về phía đầu dòng khí trong trục của ống thải, hoặc của ống kéo dài tùy theo yêu cầu. Đầu thăm dò cần được bố trí ở đoạn mà khói phân bố gần như đồng nhất. Để đạt được mục đích đó cần đặt bộ phận thăm dò càng xa phần cuối dòng của ống thải càng tốt, nếu cần thì đặt trong một ống kéo dài sao cho, nếu gọi D là đường kính ống thải ở cửa ra, thì đầu bộ phận thăm dò được bố trí trong phần ống thẳng, các điểm lấy mẫu thử một khoảng cách ít nhất bằng 6 D tính về phía đầu dòng khí và 3 D tính về phía cuối dòng khí thử. Nếu dùng một ống kéo dài thì không được để không khí lọt vào chỗ nối ghép.

B.1.3. Áp suất trong ống thải và đặc điểm của độ tụt áp suất trong đường ống lấy mẫu có thể thu được bằng cách lấy mẫu đẳng động lực.

B.1.4. Nếu cần thiết, phải đưa vào một bình mở rộng có thiết kế gọn và có dung tích đủ để giảm được các mạch động, nằm trên đoạn đường ống lấy mẫu càng gần sát bộ phận thăm dò khí càng tốt. Ngoài ra, cũng có thể lắp thêm một bộ phận làm mát. Việc đưa thêm bình mở rộng và bộ phận làm mát vào hệ thống không được làm xáo trộn quá mức cấu thành của khí thải.

B.1.5. Cần đặt một van bướm hoặc các phương tiện khác để tăng áp suất lấy mẫu trong ống thải, cách bộ phận thăm dò lấy mẫu một khoảng bằng 3D về phía cuối dòng.

B.1.6. Ống nối giữa bộ phận thăm dò, bộ phận làm mát, bình mở rộng (nếu có yêu cầu) và mật độ kế càng ngắn càng tốt nhưng phải đảm bảo các yêu cầu về nhiệt độ và áp suất đã mô tả trong phụ lục A, điều A.2.7 và A.2.8. ống này cần đặt nghiêng lên phía trên tính từ điểm lấy mẫu đến mật độ kế và tránh không được ngoặt gấp khúc ở những chỗ mà muội than có thể tích tụ lại. Nếu trong mật độ kế không có van phân dòng thì phải bố trí van đó ở phía đầu dòng.

B.1.7. Cần tiến hành một phép kiểm tra trong khi thử để kiểm tra xem các yêu cầu về áp suất như đã nêu ở phụ lục A, điều A.2.7 về nhiệt độ như đã nêu ở mục A.2.8, ở trong buồng đo có được đảm bảo không.

B.2. Mật độ kế của dòng khí có lưu lượng tối đa

Cần lưu ý đề phòng một số điểm chung sau đây:

B.2.1. Cần đảm bảo không để không khí ở ngoài lọt vào các chỗ mối nối trên các đường ống nối giữa ống thải và mật độ kế.

B.2.2. Các ống nối với mật độ kế nên càng ngắn càng tốt giống như trong trường hợp của mật độ kế để lấy mẫu. Hệ thống ống này cần đặt nghiêng lên phía trên tính từ ống thải đến chỗ mật độ kế và cần tránh không được ngoặt gấp khúc ở những chỗ mà muội than có thể tích tụ lại. Cần bố trí đặt một van phân dòng ở phía đầu dòng khí của mật độ kế nhằm cách ly dòng khí đó ra khỏi dòng khí thải mỗi khi ngừng đo trong lúc thử.

B.2.3. Cũng có thể cần bố trí một hệ thống làm mát ở phía đầu dòng của mật độ kế.

B.3. Ví dụ tượng trưng về hệ số hấp thụ được hiệu chỉnh

Hình tượng trưng thí dụ này chỉ cho biết hệ số hấp thụ được hiệu chỉnh bằng 1,30 m^-1.

PHỤ LỤC C

(tham khảo)

QUY CÁCH KỸ THUẬT CỦA NHIÊN LIỆU DÙNG ĐỂ THAM KHẢO ĐỐI CHIẾU TRONG CÁC PHÉP THỬ ĐÃ ĐƯỢC PHÊ CHUẨN ĐỂ KIỂM ĐỊNH TÍNH CHẤT PHÙ HỢP CỦA NHIÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT

Chú thích: Nhiên liệu trên chỉ căn cứ vào sản phẩm từ sự chưng cất trực tiếp, có hoặc không thử lưu huỳnh bằng hydro và không chứa các chất phụ gia.

⁽¹⁾ 1 ST = 10^-4m²/2 (đúng hoàn toàn)

⁽²⁾ năng lượng nội tại riêng

⁽³⁾ 1 kcal/kg = 4,184 kJ/kg

⁽⁴⁾ 1 Btu/1b = 2326 J/kg (đúng hoàn toàn)

PHỤ LỤC D

(quy định)

MẪU BÁO CÁO KẾT QUẢ THỬ

1. Tên và địa chỉ của đơn vị chế tạo ........................................................................

..............................................................................................................................

2. Loại máy kéo ………………………………….. Kiểu ...............................................

3. Số đợt sản xuất .................................................................................................

4. Động cơ ............................................................................................................

- Mã hiệu …………………………………………. Kiểu ................................................

- Loại ……………………………………………… Số đợt sản xuất ...............................

- Tốc độ định mức: ………………………………. min^-1

5. Mức độ phát khí

6. Loại và kiểu mật độ kế: .......................................................................................

7. Nhiên liệu (ghi quy cách kỹ thuật, nếu không dùng loại nhiên liệu tiêu chuẩn đối chiếu trên) (xem phụ lục C) .........................................................................................................

8. Nhận xét: ...........................................................................................................

9. Địa điểm thử: …………………………….. Người đo: ..............................................