大豆生物柴油低温燃烧特性研究

对纯大豆生物柴油(B100)、普通柴油(B0)及其混合燃料(B20和B50)的低温燃烧特性在定容燃烧室中进行了试验研究。对各燃油在800 K环境温度下的燃烧压力、放热率、贯穿距离和碳烟量特性进行了测量。试验结果表明:随着燃油内生物柴油量的增加,缸内最高燃烧压力有所下降,着火延迟时间变短。燃油贯穿距离随着燃油内生物柴油量的增加而变长,但B50和B100的贯穿距离没有明显差别。低温燃烧时碳烟量明显降低,且燃油燃烧过程中的最大碳烟量随着燃油中生物柴油量的增加而降低。     

一种生物柴油替代物简化机理的构建与验证

选取MD9D、癸酸甲酯(MD)和正庚烷三组分作为生物柴油替代混合物,建立详细化学动力学反应机理。在此基础上,通过误差传递直接关系图法(DRGEP)、同分异构体简化法(Isomer Lumping)、基于DRGEP敏感性分析法3种简化方法耦合的方式对详细化学动力学反应机理进行简化,构建一个简化机理,利用CHEMKIN-PRO软件对简化机理进行模拟计算,并与试验结果进行对比分析。结果表明:简化机理对生物柴油燃烧过程中着火延迟期和重要中间产物CO、CO_2、CH_4、C_2H_4、C_3H_6等有较好的预测能力;在750~900K的低温阶段能再现生物柴油燃烧过程中的负温度系数现象,并且能够在低温燃烧时预测早期CO_2的生成。     

低温燃烧模式生物柴油发动机CO和HC的排放

在一台单缸柴油机上进行了低温燃烧试验,研究了生物柴油对一氧化碳(CO)和碳氢(HC)排放的影响,并分析了这两种排放产物与基本燃烧参数之间的相关性.结果表明,CO排放在大的当量比下主要与当量比相关,在中低当量比下与最高平均燃烧温度相关.HC排放主要与滞燃期和最高平均燃烧温度相关.生物柴油和柴油CO和HC排放的差别主要取决于以上燃烧参数.生物柴油的CO排放与柴油相当,HC排放比柴油低.     

生物柴油多环芳香烃形成的动力学模型

通过对癸酸甲酯化学动力学氧化机理与多环芳香烃(PAHs)生成机理的分析,构建了由713个基元反应和125种组分组成的生物柴油PAHs计算模型.研究了激波管条件下,生物柴油/氧气/氩气燃烧过程中苯环的产生过程、主要反应路径及变化规律.结果表明,该模型可以预测生物柴油燃烧过程中间产物浓度的变化规律;丙炔基(C3H3)对于PAHs第1个苯环的形成作用明显,脱氢加乙炔(HACA)反应和苯环间环化反应是形成两环和多环PAHs的主要路径;随着生物柴油和氧气的化学当量比的减小,PAHs生成量减少.     

生物柴油的燃烧及排放特性研究

在日益严重的能源短缺和环境污染双重压力下,世界各国正积极探索和发展发动机的代用燃料和可再生能源.生物柴油就是以生物资源如植物油或动物脂肪等作为原料通过酯化反应而得到的一种液体燃料,是清洁的可再生能源.本文介绍了生物柴油的一些特性,与普通柴油相比具有一些优越性.对生物柴油的燃烧特性试验进行了总结,并对其在不同路况及气候条件下的排放特性做了试验分析.说明生物柴油在燃烧及排放特性方面都要优于普通柴油,是一种很好的可再生能源.     

生物柴油低温流动改进剂研究进展

添加生物柴油低温流动改进剂是改善生物柴油低温性能的最有效方法.文章介绍了低温流动改进剂的作用机理、主要影响因素及国内外研究现状,指出原料不同的生物柴油对低温流动改良剂具有较强的选择性,认为研制开发既经济又高效的新型生物柴油低温流动改进剂对促进生物柴油的应用具有重要作用.     

优化发动机生物柴油燃烧系统参数的试验研究

对ZS195柴油机燃烧生物柴油时,其燃烧系统参数对柴油机经济性能的影响进行了研究,通过试验确定了这些参数的最佳值。在这些参数最佳值范围内,ZS195柴油机最大额定转速功率可达到原机水平,燃烧效率可达到32%以上。     

生物柴油燃烧过程内窥镜高速摄影试验研究

采用内窥镜直接高速摄影的方法,对燃烧柴油和生物柴油发动机的燃烧过程进行了试验研究,分析了柴油、生物柴油、不同比例的生物柴油／柴油混合燃料的着火延迟期、着火点位置、燃烧温度和燃烧速度的变化规律。研究结果表明：燃油喷射过程中,柴油的喷雾锥角大于生物柴油的喷雾锥角;生物柴油在预混燃烧阶段的燃烧速度大于柴油,其最高燃烧温度小于柴油。在相同工况下,生物柴油的燃烧终点早于柴油,燃烧持续期也小于柴油。燃烧生物柴油时,高转速工况下的燃烧终点对应的曲轴转角较低转速时有所增加,燃烧持续期对应的角度有所延长。     

生物柴油对直喷式柴油机燃烧和排放的影响

列举了生物柴油的基本物化特性。介绍了生物柴油对直喷式柴油机燃烧和排放的影响。相比普通柴油,燃用生物柴油可以减少CO、CO_2、SO_2、HC、微粒以及碳烟的排放且不会影响柴油机工作性能。采用EGR、乳化油、多次喷射及微粒捕捉器等措施可以进一步降低使用生物柴油的微粒和NOx排放。生物柴油作为一种可再生的替代能源,以其良好的环境效应受到越来越多的关注。     

柴油机燃用生物柴油及柴油的燃烧分析与排放特性

为了进一步弄清楚生物柴油对发动机燃烧和排放的影响.在发动机试验台架上,对一台增压中冷车用柴油机进行生物柴油和柴油的性能及排放等试验.试验按国家标准GB17691—2001规定的测量方法、全负荷速度特性以及不同转速下的负荷特性进行.测录了示功图并进行了不同燃料的燃烧比较和分析.结果表明,生物柴油由于其燃料特性,引起喷油提前,但滞燃期较短,预混燃烧比例较小.排放测试结果表明,生物柴油的烟度、HC和CO下降,但NOx排放增加.按13工况法,燃用生物柴油,HC和CO分别下降21.3%和1.7%;NOx增加2.9%.     

酯交换法制备生物柴油反应机理和影响因素分析

阐述了生物柴油的生产制备技术,从生物柴油酯交换合成反应出发,探讨了各种酯交换反应的反应机理;从原料油中的水分、游离脂肪酸、温度、压力、催化剂、反应时间、醇油比和原料混合程度等各个方面分析了对生物柴油制备的影响,得出了最佳的反应工艺条件。     

直喷式柴油机燃用生物柴油燃烧特性的研究

研究了柴油机燃用0#柴油和生物柴油的燃烧放热规律。通过对燃烧特征参数的计算分析,发现生物柴油的燃烧始点有所提前,滞燃期缩短;燃烧初期放热尖峰出现时刻对应的曲轴转角有所提前,瞬时放热率峰值下降;燃烧持续期延长。同时还比较了柴油机燃用生物柴油和0#柴油的经济性和排放特性,发现燃油消耗率上升12％左右,而各种排放污染物除NOx略有上升外,CO、HC和颗粒物(PM)均显著下降。     

小球藻生物柴油详细燃烧反应动力学模型的构建

采用气相色谱质谱联用仪测定了小球藻生物柴油的组分和比例,分析了小球藻生物柴油的理化特性,在此基础上,确定了小球藻生物柴油的表征物质。应用“叠加法”构建了小球藻生物柴油的详细燃烧反应动力学模型,利用激波管试验和发动机台架试验数据对模型加以验证。研究结果表明,选取物质的量比为1∶1的癸酸甲酯和正庚烷作为小球藻生物柴油的表征物质,所构建的详细燃烧反应动力学模型包含3300种物质,10851个基元反应。温度高于1000 K时,着火延迟期的预测值与实验值的最大误差小于8.1%,温度低于1000 K时,误差介于8.1%~15.3%。所构建的模型能较好地预测内燃机缸内压力,最大相对误差为6.6%。     

增压柴油机燃用不同掺比菜籽油甲酯的燃烧和排放的试验研究

在D6114ZLQB车用增压柴油机上比较研究了不同比例的菜籽油甲酯和0号柴油的混合燃料对发动机燃烧过程、燃油经济性和排放特性的影响。试验结果表明：燃用体积比低于15%的菜籽油甲酯,发动机的缸内燃烧过程和纯柴油基本一致;增压柴油机燃用菜籽油甲酯和柴油的混合燃料可以有效降低碳烟、HC和CO的排放;NOx排放略有上升;15%以内的菜籽油甲酯对柴油机燃料经济性影响很小。研究认为：增压柴油机相对自然吸气式柴油机具有更好的生物柴油燃料适应性;在不改变发动机参数的条件下,低比例的菜籽油甲酯具有良好的推广应用前景。     

生物柴油喷雾、着火和燃烧特性试验研究

在高温高压定容燃烧弹上,采用高速摄影法对不同掺混比例的生物柴油混合燃料进行研究,获取了喷雾、着火和燃烧火焰图像,分析了生物柴油这种含氧生物燃料对喷雾和燃烧过程的影响。研究结果表明:随着生物柴油掺混比例的增加,喷雾锥角减小;生物柴油的贯穿距离在喷雾初期比普通柴油长,但在喷雾中、后期基本一致;生物柴油与柴油相比,其滞燃期缩短,着火点数量增多;随着生物柴油在燃料中比例的增加,燃烧火焰的亮度和分布面积都随之下降。     

压燃式发动机燃用F-T柴油/生物柴油混合燃料的燃烧及振动特性研究

为实现F-T柴油与生物柴油性能互补,构建高品质清洁替代燃料,文章将F-T柴油掺混10%,20%,30%的生物柴油配制成混合燃料,利用四缸增压柴油发动机台架进行转速为2 000 r/min的负荷特性试验,并与0号柴油进行对比。试验结果表明:随着生物柴油添加量的逐渐增大,混合燃料的滞燃期小幅度增大,燃烧始点提前,燃烧持续期增加;混合燃料的压力升高率随着生物柴油添加量的增大而增大,但均低于0号柴油;混合燃料振动信号的有效值及平均幅值随生物柴油含量的增加而增加,但均小于0号柴油;随着生物柴油添加量的增大,混合燃料的振动信号的峭度随之增加,燃烧冲击随之增大,其中,负荷为150 N·m时,混合燃料B30FT的峭度最大,比0号柴油高17.3%。     

菜籽油及其生物柴油低温流动特性研究

采用燃料低温性能测定仪考察了菜籽油及其生物柴油的冷滤点、凝点和运动粘度,采用旋转粘度计考察了菜籽油及其生物柴油粘温特性的差别,采用示差扫描量热分析仪研究了菜籽油及其生物柴油在低温下的相转变行为.研究结果表明:将菜籽油制备成生物柴油后,其冷滤点和粘度降低,粘温性能得到改善.在低温条件下,菜籽油粘度迅速增大,导致其失去流动性;菜籽油生物柴油在低温下析出固态物质,并逐渐连接成网状结构,将液态生物柴油吸附于其中,使生物柴油整体上失去流动性.     

花生油及其生物柴油的低温性能研究

对花生油及其制成的生物柴油的运动粘度随温度变化的规律及其低温性能进行了研究,并测定了花生油制成生物柴油后平均分子量的变化情况.结果表明:花生油制成生物柴油后,平均分子量降低,粘度显著降低,低温性能提高.     

正丁醇-柴油低温燃烧碳烟前驱物生成机理

以正庚烷-正丁醇-多环芳香烃-甲苯简化机理作为正丁醇-柴油混合燃料燃烧化学反应动力学机理,应用计算流体动力学软件耦合化学动力学机理建立三维数值模型,研究了正丁醇掺混比例和EGR率对正丁醇-柴油混合燃料低温燃烧碳烟前驱物(苯(A1)、萘(A2)、菲(A3)和芘(A4))生成的影响.结果表明:碳烟前驱物主要在预混燃烧阶段生成.随着正丁醇掺混比例的增加,A1、A2、A3和A4的生成时刻延迟,A1的最终生成量先增加后减少,A2、A3和A4的最终生成量减少.随着EGR率的增加,A1、A2、A3和A4的生成时刻延迟,A1的最终生成量增加,A2、A3和A4的最终生成量先增加后减少.A3的最终生成量峰值所对应的EGR率随着正丁醇掺混比例的增大而减小.