乳化油燃烧技术在柴油机中的应用研究

在介绍微爆理论的基础上,就柴油机使用乳化油时微爆作用、水煤气反应和水的蒸发降温作用对柴油机燃烧效率的影响,以及使用乳化油对柴油机NOx的排放和微粒排放的影响作了详细的论述,并指出为使乳化油燃烧技术推广应用,进一步进行微爆效应的理论研究和新型乳化油的研究将是下一步研究的重点。     

玉米秸秆生物油对直喷式柴油机燃烧与排放的影响

采用超声波乳化法制备了玉米秸秆热解生物油质量分数分别为5%、10%、15%和20%的生物油/柴油乳化油,分别记为CSB5、CSB10、CSB15和CSB20,然后在一台未作改动的直喷式柴油机上研究了其燃烧和排放特性,并与燃用0号柴油进行了比较,旨在为生物油在柴油机中的应用提供依据和理论指导.结果表明,随着生物油质量分数的增加,乳化油的滞燃期逐渐延长,预混燃烧放热量和预混燃烧期增加,燃烧持续期缩短;燃烧放热率峰值和最大压力升高率先增加后降低,最高燃烧压力和燃烧温度逐渐降低.燃用CSB5和CSB10时的燃油经济性与柴油相当,而燃用CSB15和CSB20时的燃油经济性较柴油的略差.与0号柴油相比,随着生物油含量的增加,乳化油的NOx排放逐渐降低,HC和CO排放逐渐增加;碳烟排放先降低后增加,CSB5和CSB10的碳烟排放比柴油的排放值低,而CSB15和CSB20的碳烟排放却比柴油的排放值略高.     

燃用乳化油柴油机排放特性的试验研究

本文建立在大量的试验基础上,对燃烧柴油加水乳化油和纯柴油作对比,在不同机型上测量其排气成分和烟度值,证明柴油机加水乳化油对于降低NOx和颗粒排放有明显的作用。     

柴油掺水乳化油燃烧速率的计算

为了节约燃料,已有不少人对柴油掺水乳化油的使用和燃烧进行研究.然而,要深入地研究掺水乳化油的燃烧,应需对其燃烧速率进行计算.在以前的燃烧速率计算中,大都采用燃烧纯柴油时相同的计算方法,而没有考虑乳化油燃烧本身新具有的特点,如乳化油中的水份蒸发吸热,燃烧产物中各物质组成成份和纯柴油燃烧时的不同等,因而使其计算精度受到影响.为了精确地计算掺水乳化油的燃烧速率,需根据乳化油燃烧的特点,对计算中所用的能量守恒方程、质量守恒方程和工质热力性质计算式进行修正.在能量守恒方程中,除考虑燃料燃烧放热量dQ_E/d?,缸壁传给气缸内工质的热量dQ_w/d?,工质对外所做的功pdV/d?和工质内能的变化dU/d?外,还需考虑乳化     

乳化油在1135柴油机上的应用

乳化油作为一种代用燃料，既可以减少燃料消耗又可以控制排放，作者采用HLB值法筛选和复配乳化剂，在1135柴油机上进行了该乳化柴油的台架试验，结果表明该型乳化油与0＃柴油相比平均节同率不低于10％，主要排放物NOx、碳烟降低40％以上，同时排温和最高燃烧压力降低。还分析了影响乳化油燃烧效果的两个主要因素：含水率和喷油提前角。     

_水包油_型乳化重油燃烧与排放的实验研究

实验研究了含水30%"水包油"型乳化重油的燃烧与污染物排放特性。燃烧在一维卧式炉上进行,采用专门针对乳化油设计的喷嘴、燃烧器和乳化油加热系统。实验过程中观察了喷嘴雾化和火焰状态,并测量了炉膛内不同剖面的温度分布、氧气浓度分布和NO分布。"水包油"型乳化重油的燃烧实验表明,此类乳化重油完全可以在工业设备上代替柴油使用,对缓解我国的能源形势紧张和环境保护具有重要意义。     

可控掺水燃烧降低柴油机排放的燃烧分析

在1135柴油机上进行掺水比例可控的燃油乳化的试验研究,使用自制的一套不需加乳化剂的在线乳化装置进行了台架试验,找出不同负荷下油耗、NOx和碳烟排放随掺水比例增加的变化规律,并从燃烧特性方面对降低排放的原因作了分析。燃烧分析说明：掺水比例可变的在线乳化燃油燃烧特性和乳化油基本一致;掺水比例随负荷变化,能够实现小负荷时工作稳定,大负荷时大幅度降低NOx和碳烟排放。     

135柴油机提高喷油率后应用乳化油的性能优化

通过分析乳化油在柴油机中的燃烧特点,提出水油比、供油提前角和喷油率是优化油耗率、NOx排放和烟度的主要因素。在2135柴油机上的优化结果,得到油耗率下降5～7％,NOx下降53％、烟度下降2.2波许单位的效果。此外,还简要地介绍了乳化油的制备方法及其物理性质。     

可控掺水燃烧降低柴油机排放的燃烧分析

在不改变柴油机结构的1135柴油机上进行了掺水比例可控的燃油乳化试验研究。使用自制的一套不需加乳化剂的在线乳化装置进行台架试验,探索不同负荷下油耗、NOx及碳烟排放随掺水比例增加的变化规律,并从燃烧特性方面对降低排放的原因作了分析。燃烧分析说明:掺水比例可变的在线乳化燃油和乳化油燃烧特性基本一致;掺水比例随负荷变化,能够实现小负荷时工作稳定,大负荷时大幅度降低NOx和碳烟排放的目标。     

柴油机进气富氧燃用油包水包油时的排放研究

在R175A柴油机不做任何调整的条件下,进行了标定转速2 600 r/min下10%含水量的油包水包油(以下简称10%O/W/O)乳化油、柴油的负荷特性试验,考察了纯柴油(0#柴油)、含水10%O/W/O乳化油以及进气中氧气含量提高到23%、24%、25%富氧燃烧10%O/W/O时的NO、CO、HC、烟度的排放特性和燃料经济性。试验结果表明:与柴油相比,10%O/W/O乳化油可以同时降低柴油机的NO、碳烟排放,NO的排放可以降低29%,碳烟排放可以降低25%,同时改善经济性,满负荷时可以降低油耗15%,HC和CO的排放则有所上升。当进气含氧量提高到23%、24%的体积分数时,燃用10%O/W/O乳化油时,烟度从3.7 BSU下降至2.3 BSU,HC和CO的排放浓度低于柴油排放,满负荷时可以降低油耗14%,此时,NO的浓度略高于柴油的排放。     

柴油－甲醇－水复合乳化燃料喷雾特性的研究

本文介绍了柴油一甲醇一水复合乳化燃料的喷雾特性的研究。作者采用４ｆ十字光路激光全息法，在一台拉径为１００ｍｍ、冲程为１２０Ｙｎｍ、加长活血直喷式单缸试验机上研究了不同配比复合乳化燃料的喷雾发展过程和燃烧室内空气运动对喷雾发展的形响，以及它的喷雾油滴粒度大小及其分布特性。该项研究为进一步研究柴油机燃用这种新型乳化燃料的燃烧特性和合理组织燃烧过程提供了依据。     

新型乳化柴油喷雾特性的试验研究

通过定容弹模拟乳化柴油喷雾形成的全过程,采用高速摄影记录了不同喷油压力、喷油背压以及喷油脉宽下乳化柴油喷雾的形成过程,从喷雾锥角、贯穿距以及锋面速度3个方面对乳化柴油的喷雾特性进行了试验研究,结果表明:乳化柴油的喷雾特性与柴油基本一致,喷油压力对乳化柴油喷雾锥角和贯穿距的影响较大,喷雾背压和喷油脉宽对乳化柴油喷雾贯穿距...     

柴油含水乙醇乳化燃料物性及喷雾燃烧特性研究

试验使用不同配比的柴油含水乙醇乳化燃料,对其理化、喷雾和燃烧特性进行了研究。随着柴油含水乙醇乳化燃料中含水乙醇含量的增加,乳化燃料的密度和运动黏度上升,表面张力略微下降,初始蒸馏温度下降,含氧量升高,十六烷值和低热值降低。试验使用定容燃烧弹,在常温高压和高温高压环境下,对乳化燃料非蒸发喷雾、蒸发喷雾及喷雾燃烧的特性进行了测试。研究结果表明:随着乳化燃料中含水乙醇比例升高,非蒸发喷雾贯穿距和喷雾锥角变化不大;蒸发喷雾贯穿距和喷雾锥角略微减小,但无明显规律,而蒸发喷雾中液相贯穿距离明显增加;燃烧火焰自发光亮度逐渐降低,表征碳烟生成量逐渐减少;在900K环境温度、21%氧体积分数条件下着火滞燃期变化不大。     

柴油掺水乳化油雾化特性的研究

作者采用高速纹影摄影和同轴激光全息技术,在定容燃烧弹中,从宏观和微观两个角度研究了乳化油束的雾化特性.研究表明,乳化油的雾化特性比纯油好,特别是在高温环境下,乳化油束中发现了单个大油滴"伞状"破碎的雾化现象.作者认为,乳化油中的内相油—水界面的非连续性和高温时水分蒸发汽化对液滴产生的内部扰动,是改善乳化油雾化质量和发生"微爆"的主要因素.     

基于乳化柴油的对泵-管-嘴燃油系统影响的研究

研究了使用乳化柴油对柴油机泵-管-嘴燃油系统供油参数和关键部位的影响,在喷油泵试验台上进行了纯沪Ⅳ柴油E0和乳化柴油E10的泵-管-嘴燃油系统200 h对比试验,研究结果表明:与纯沪Ⅳ柴油E0相比,使用乳化柴油E10时,泵-管-嘴燃油系统的系统供油量增加,各测试转速下其随时间的变化率均值减小;喷油器开启压力变大,但其下...     

乳化柴油的应用研究

采用HLB值法进行筛选，复配出乳化效果和稳定性均较好的三种混合乳化剂。将乳化剂按1％、水20％掺入纯柴油，采用乳化剂在油中法，手工振荡制备出的油包水型乳化柴油，其稳定时间可达1个月。经过大量的台架试验表明：配制的乳化柴油与原纯柴油相比，平均节油率超过10％，主要排放物NOx降低超过10％、碳烟降低50％以上。     

车用柴油机燃油喷雾的研究发展

详细描述了柴油机燃油喷雾领域的国内外研究现状,并在此基础上分析了柴油机燃油喷雾领域中面临的几个关键问题——柴油喷雾的可视化测试技术研究、柴油喷雾中的空气卷吸运动分析、CFD喷雾模型的持续完善,这些关键问题的解决也预示着对柴油机燃油啧雾的更深一步的认识,同时比较分析了研究喷雾特性的实验设备,指出设计更加类似柴油机真实工作环境的光学设备是深入理解柴油机缸内过程的关键.