柴油与碳酸二甲酯混合燃料的燃烧与排放特性研究

在一台TY1100轻型直喷式柴油机上研究了不同碳酸二甲酯（DMC）添加比例对柴油机燃烧、排放以及热平衡的影响。结果表明，DMC作为柴油添加剂对发动机的燃烧和热平衡影响较小，对柴油机的排放性能影响较大，在不同的负荷下都能大幅度地降低排气烟度，而不引起NOx排放的显著变化。     

燃料设计改善发动机燃烧和排放的研究(2)--对柴油机燃烧与排放影响的分析

根据本文第一部分提出的含氧燃料设计思想与方法，以碳酸二甲脂(DMC)为例，研究了较宽比例范围内的DMC柴油混合燃料对柴油机的燃烧与排放特性的影响。在一台高速柴油机上测量了各种混合燃料在最高转速下的负荷特性和速度特性，以及主要工况下的示功图，并对燃烧特性进行了分析。试验结果发现：在柴油中加入一定比例的DMC后，由于物性参数的变化和喷雾特性的改善，混合燃料能够改善柴油机的燃烧与排放——热效率得到明显的提高，尤其在低转速下改善显著；烟度和氮氧化物排放同时降低，外特性线上的一氧化碳降低，碳氢排放仍然很低。对燃烧特性的分析发现：DMC柴油混合燃料的着火延迟延长，燃烧速率加快，燃烧持续期缩短。     

采用含氧燃料和EGR同时降低直喷式柴油机碳烟和NOx排放的试验研究

在一台TY1100轻型直喷式柴油机上，研究了碳酸二甲酯（DMC）作为含氧燃料添加剂对柴油机烟度和性能的影响。结果表明，在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下，随着DMC在柴油中添加比例的增加，排气烟度逐步下降，热效率提高。当添加比例在10％-15％时，烟度降低40％-50％，热效率增加了6.9％，发动机功率基本不变。添加碳酸二甲酯并采用EGR可以同时降低碳烟和NOx。研究表明，柴油中添加15％DMC，在12％左右的EGR下，与原机比较，烟度降低了35％，NOx排放降低了33％。混合燃料的放热规律与纯柴油相比差异不大，但预混燃烧量增加，扩散燃烧速率快，发动机最高燃烧压力、温度和压力升高率偏高。     

含氧添加剂DMC对柴油机燃烧与排放特性的影响

分析了各种含氧燃料的物理化学特性对柴油机排放的影响。碳酸二甲酯（DMC）具有含氧量高、沸点高、与柴渍互溶性好等特点，适合作为柴油机的燃料添加剂。测试了纯柴油和含添加剂DMC的柴油机的尾气排放，并进行了燃烧分析。结果表明：添加剂DMC能较大幅度地降低柴油机的碳烟排放，同时使NDx的排放基本保持不变或略有下降；含DMC的燃料滞燃期比纯柴油的长，且燃烧结束的时间早，热效率要比柴油的高，当DMC的添加量为15％时，在不同的工况下，热效率比纯柴渍高1％－3％。     

燃用含氧燃料对柴油机热量分配影响的试验研究

从热平衡分析着手,对柴油机燃用柴油和碳酸二甲脂(DMC)混合燃料后缸内传热规律及热效率和动力性进行了研究.研究结果表明:燃用柴油与DMC混合燃料的热平衡与燃用纯柴油相比有所不同,随着DMC在柴油中添加比例的增加,转化为有效功的比例也逐渐增加,当DMC添加比例为15%～20%时,有效功的比例增加3%左右,而冷却水、排气、机油带走热量的比例均有所下降.     

山茶油生物柴油特性及用于柴油机的性能与排放研究

研究了不同山茶油生物柴油比例混合燃料的热重特性,并在R180柴油机上进行试验,分析比较了柴油机的经济性和排放特性。结果表明：生物柴油与柴油混合性良好;不同燃料的热重特性基本相同;柴油机动力性没受明显影响;与柴油相比,混合燃料的当量燃油消耗率略为增加;CH排放降低;CO排放在中低负荷时降低,高负荷时增加;NOx排放在中间转速时随着生物柴油比例的提高先增加后降低,高速时降低。研究证明山茶油生物柴油用于柴油机具有良好的替代柴油、减少排放的效果。     

乙醇-柴油混合燃料对柴油机性能及排放的影响

通过对乙醇含量分别为5％、10％、15％和20％的混合燃料及纯柴油5种油品的对比实验，研究了燃用乙醇—柴油混合燃料时，柴油机燃油经济性、功率及排放特性的变化规律。实验结果表明，燃用乙醇-柴油混合燃料，柴油机的能量消耗率在乙醇含量为15％时最佳，功率有所下降，但由于乙醇添加量较小，总体来说对发动机性能影响不大，在排放特性方面，NOx的比排放量基本随着乙醇掺烧比例的增加而减少；HE、CO的比排放量基本上随着乙醇掺烧比例的增加而增加；随着乙醇掺入比例的增加，发动机的可见烟度和滤纸式烟度均有显著的降低，干碳烟(DS)的比排放量也呈下降趋势。     

丁醇均质混合气柴油引燃燃烧与排放特性研究

在一台高压共轨柴油机上对丁醇均质混合气柴油引燃(homogeneous charge induced ignition,HCII)的燃烧特性、排放特性和热效率进行了研究。研究结果表明:随着进气道预混丁醇比例的增加,NO和碳烟排放同时显著降低,结合废气再循环技术,丁醇比例超过0.7后可以实现低温燃烧,获得极低的NO和碳烟排放;随着丁醇比例的增加,滞燃期增长,燃烧持续期缩短,最大压力升高率明显降低;随着丁醇比例的增加,指示热效率达到甚至好于原柴油机的水平,提高了丁醇燃料的能量利用率。随着着火相位推后,丁醇/柴油HCII模式的NO和碳烟排放始终未出现折中关系。     

柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的性能与排放研究

开展了柴油机燃用柴油／二甲氧基甲烷混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明，随着燃料中二甲氧基甲烷掺混比例的增加，有效燃油消耗率有所增加，但折算成当量柴油的有效燃油消耗率降低，有效热效率增加。在同一工况下，发动机排气碳烟随二甲氧基甲烷的加入而降低，NOχ则无明显的上升；CO排放也随着二甲氧基甲烷的增加而降低。     

直喷式轿车柴油机燃用生物柴油的排放特性

在直喷式柴油机和装有该型号柴油机的轿车上燃用柴油/生物柴油混合燃料,未对原机作任何调整,研究了不同生物柴油掺混比例的混合燃料对烟度、CO、THC、NOx和CO2排放的影响.结果表明,直喷式柴油机和轿车燃用生物柴油后,烟度大幅下降,THC排放明显减少;烟度和THC的变化均与生物柴油掺混比例呈线性关系.柴油机CO排放在小于20%负荷下,随着生物柴油的比例增高逐渐增加;在大于20%负荷时,CO排放随着混合燃料中生物柴油的比例增高而减少;在轿车上,只有低比例掺烧(10%)的CO排放有所下降.柴油机上的NOx排放在低比例掺烧(10%)时下降,而在较高比例掺烧(30%)时,NOx排放升高;在轿车上,NOx排放都有所升高.在柴油机上,燃用生物柴油混合燃料后,CO2排放的总体趋势在减少,但减少比例随生物柴油掺混比例的不同而不同;在整车上,只有低比例掺烧(10%)时CO2排放降低,而较高比例掺烧(30%)时CO2排放升高.     

柴油机燃用柴油-碳酸二甲酯(DMC)混合燃料时缸内辐射传热的变化

研究了柴油机燃用柴油-DMC混合燃料后由于碳粒生成量减少而引起的缸内辐射传热量的变化以及发动机尾气烟度的变化.结果表明,添加DMC后排气烟度能够得到显著改善,并且存在一个最佳添加比例;同时随着添加比例的提高,缸内辐射传热量有所降低;对比尾气烟度和缸内辐射传热量,可以得到碳烟的生成量与缸内辐射传热量呈正比关系.     

直喷压燃式发动机燃用柴油/碳酸二甲酯的燃烧特性和放热过程研究

在一台直喷式发动机上开展了燃用柴油／碳酸二甲酯混合燃料的燃烧特性与放热过程研究。结果表明，随碳酸二甲酯含量的增加，预混燃烧推迟，扩散燃烧期缩短。在中高负荷区，相同平均有效压力下，缸内最高压力、最高压力升高率和最大放热率随碳酸二甲酯含量的增加而增加，而在低负荷区基本上不随碳酸二甲酯含量的增加而改变。着火滞燃期随碳酸二甲酯含量的增加而增加，而快速燃烧期和燃烧持续期不随碳酸二甲酯含量的变化而改变。随碳酸二甲酯含量的增加，燃油消耗率增加，等热值燃油消耗率降低。CO和烟度随碳酸二甲酯含量的增加而降低，NOx随碳酸二甲酯含量的变化，但变化不大。     

含氧燃料添加剂对柴油机性能和排放的影响

研究了用碳酸二甲酯（ＤＭＣ）作为含氧燃料添加剂对燃料性质及柴油机性能和排放的影响。结果表明,在柴油中添加ＤＭＣ,燃料十六烷值降低,发动机热效率提高,烟度减小。当ＤＭＣ添加比例为１０％时,发动机功率基本维持不变,热效率提高３％,排气烟度降低４０％;而继续加大ＤＭＣ添加比例（如２０％）,虽然能进一步降低碳烟排放,但发动机功率将有明显降低。研究结果表明,在柴油中添加ＤＭＣ的合适比例为１０－１５％。     

柴油机燃用含氧燃料后缸内传热研究

从柴油机缸内传热着手,对柴油机燃用柴油和碳酸二甲酯(DMC)混合燃料后,柴油机缸内传热规律和热效率以及动力性进行了研究。研究结果表明:燃用柴油和DMC混合燃料后,柴油机缸内燃烧改善,热效率提高约0.56%;碳烟减少约50%。从而导致缸内辐射传热量及传热损失减少,在DMC添加比为15%时,缸内辐射传热量下降20%,约占缸内总传热量的2.4%。传热损失减少主要是通过冷却水带走的热量减少,其减少量约占缸内总传热量的2.5%,和辐射传热量下降大致相当。     

增氧剂DMC对汽油理化特性及电控汽油机性能的影响

选用碳酸二甲酯(DMC)作为含氧燃料添加剂，分别按一定的体积比添加到90^#铅汽油中，分析其对汽油主要理化参数的影响规律．此外，在发动机试验台架上，考察了燃用不同掺混比的DMC／汽油混合燃料时，电控汽油机动力性能和经济性的变化．实验结果表明，DMC／汽油混合燃料的研究法辛烷值(RON)随着DMC添加量的增大而增加，当达到试验最大添加比例4．7％时，燃料的研究法辛烷值为93．3．混合燃料的雷德蒸气压有所降低，而馏程与基础油相比，基本保持不变．燃用DMC／汽油混合燃料，汽油机功率下降，燃油消耗率和能量消耗率上升．当达到最大添加比例4．7％时，汽油机功率下降最大值达到7．4％，相应的燃油消耗率和能量消耗率则分别上升11．4％和6．3％．     

The chemical structures of opposed flow diffusion flames of C3 oxygenated hydrocarbons (isopropanol, dimethoxy methane, and dimethyl carbonate) and their mixtures

Species concentrations and temperatures were measured across opposed flow diffusion flames of three C3 oxygenated hydrocarbons: isopropyl alcohol, dimethoxy methane (DMM), and dimethyl carbonate (DMC). In addition, measurements were made with propane for comparison. Measurements were repeated for mixtures of propane and oxygenated hydrocarbons to investigate synergistic effects. The experiments were conducted at atmospheric pressure by withdrawing samples from the flame using a quartz microprobe coupled to an online gas chromatograph (GC). Gas analysis was also performed using HPLC techniques. Profiles were made of temperature and of more than 16 species, including oxygenated and aromatic hydrocarbons. The isopropyl alcohol results suggest that the presence of the OH group favors the formation of propylene, as well as acetaldehyde and acetone, relative to the propane case. For DMM and DMC, the lack of CC bonds greatly reduces the formation of ethylene, acetylene, and propylene. For example, relative to the propane flame, the ethylene levels of isopropanol, DMM, and DMC flames were reduced by 41, 77, and 93%, respectively. In the case of DMM, significant quantities of formaldehyde and methyl formate were measured. All intermediate hydrocarbon levels were lower for DMC relative to DMM. The principal intermediate of DMC was formaldehyde. Mixtures of propane and oxygenates generally had lower hydrocarbon levels than would be expected based on only additive effects. The information provided should be of considerable utility in providing better insight into oxygenated hydrocarbon combustion, as well as in developing and validating chemical kinetic mechanisms.     

Step-Response Model Development for Dynamic Matrix Control of a Drum-Type Boiler–Turbine System

This paper presents the application of dynamic matrix control (DMC) to a drum-type boiler–turbine system. Two types of step-response models for DMC are investigated in designing the DMC; one is developed with the linearization of the nonlinear plant model and the other is developed with the process step-response data. Then, the control performances of the DMC based on both types of models are evaluated. Because of severe nonlinearity of drum water-level dynamics, it is observed that the simulation with the step-response model based on the test data shows satisfactory results, while the linearized model is not suitable for controller design of the drum-type boiler–turbine system.      

代用燃料发动机碳烟排放的试验研究

针对发动机机燃用LPG(液化石油气)和柴油混合燃料的碳烟排放问题进行了研究。发动机的碳烟排放量随着燃料中LPG所占比重的增加而迅速下降,但在掺比达到一定值时又开始有所上升,只要控制掺比在合适的范围内,就可以明显减少内燃机的碳烟排放。     

石油焦与油页岩流化床混烧特性研究

在1 MW的流化床(CFB)燃烧试验台试烧石油焦和油页岩混合燃料,研究不同掺烧比例的燃烧特性,以确定实炉试烧时的掺烧比例.试验表明,随着油页岩掺烧比例的增加,燃烧的稳定性降低,床温波动增剧,试验所得燃烧效率逐渐降低,飞灰对受热面磨损加剧,床温波动对脱硫效率造成影响.综合考虑油页岩掺烧比例对这些因素的影响,确定实炉试烧混...     

共轨柴油机燃用煤直接液化柴油的燃烧与排放特性

在电控共轨柴油机上,试验研究了煤直接液化柴油(DDCL)、石化柴油及二者混合燃料的燃烧和排放特性.结果表明,与石化柴油相比,DDCL燃烧始点晚,预混合燃烧强,但在大平均有效压力时不明显.DDCL混合一定比例的石化柴油后燃烧始点接近于石化柴油.随DDCL掺混比例增加,在小平均有效压力时的NOx、CO和HC排放增加较显著,而碳烟降低.对于颗粒物排放,纯DDCL较石化柴油略高,而石化柴油掺混小比例DDCL时颗粒物排放降低.