聚异丁烯双丁二酰亚胺作为乳化炸药乳化剂的技术特点研究

研究了聚异丁烯双丁二酰亚胺作为乳化炸药乳化剂的技术特点 ,并同常用乳化剂Span 80作了比较。结果表明 ,在乳化剂用量相同的情况下 ,以聚异丁烯双丁二酰亚胺作为乳化剂的乳化炸药 ,具有小而分布较均匀的W /O粒子和较强的稳定性及良好的爆炸性能。     

乳化柴油的研究进展

本文通过对乳化柴油发展历程的回顾，对乳化柴油的理化性能、动力经济性以及排放特性进行研究，结果表明：乳化柴油是将水和柴油通过乳化剂和乳化设备乳化形成的油包水（W／O）型乳液。与普通柴油比，乳化柴油具有燃烧性能好、能耗低、污染少等优点。乳化柴油作为未来新能源，具有广阔的应用前景。     

含氧柴油的性能研究

依据国家石油和石油产品标准试验方法研究了二乙二醇二甲醚、烷基醚、乙酸-2-甲氧基乙酯三种含氧燃料对柴油(密度、粘度、净热值)理化性质的影响规律,筛选出烷基醚最适合作为柴油调和组分使用.在20 L液体燃料爆炸球中,通过弱点火方式,分别在常压和负压条件下实现含氧柴油和空白柴油云雾的燃爆.通过对比燃爆压力和压力上升速率,评价了烷基醚对柴油燃爆的影响规律.结果表明:在常压条件下,烷基醚在柴油中的最佳添加比例为15％(体积比);在负压燃烧条件下,烷基醚能有效地改善柴油的燃烧性能.     

清净剂对柴油雾化液滴空间分布的影响

采用三维激光粒子动态分析仪(PDA),测量并分析了聚异丁烯酰胺类清净剂质量分数、压力和轴向位置对0^#车用柴油雾化液滴空间分布的影响。结果表明：随着清净剂质量分数增大,在喷嘴出口处柴油雾化形成的大液滴所占的比例逐渐降低,小液滴比例逐渐升高,添加清净剂的柴油雾化液滴在小粒径区的速度分布远高于未加剂柴油;随着压力的增加,无论是否加剂,柴油雾化液滴速度均增加,在高压范围内压力的持续增加对速度分布影响并不明显,但添加清净剂的柴油液滴停留在高速区的比例始终远高于未加剂柴油;随着轴向距离的增加,无论是否加剂,柴油雾炬液滴速度最终均出现明显衰减,液滴朝着低速、大粒径区间发展。     

微乳液法制备Pd负载型催化剂及其催化性能

采用微乳液法合成了Pd纳米粒子,并成功地将其负载到Al2O3载体上,制备了Pd/Al2O3催化剂;采用纳米粒度分析仪、TEM、SEM和EDS等分析手段对微乳液中及催化剂表面的Pd纳米粒子进行了表征,并采用TG-DSC和XPS方法对Pd/Al2O3催化剂进行了表征。表征结果显示,在表面活性剂Tween80-正丙醇-环己烷-水微乳液体系中合成的Pd纳米粒子随水与表面活性剂Tween80的摩尔比的变化而改变,负载在Al2O3载体表面的Pd纳米粒子粒径分布均匀,粒径大小与微乳液中的Pd纳米粒子相同;立方面心结构的Pd纳米粒子在催化剂表面呈蛋壳状富集。考察了Pd/Al2O3催化剂在乙炔加氢反应中的催化性能。实验结果表明,Pd纳米粒子的粒径为2～3 nm时,Pd/Al2O3催化剂的催化性能最佳。     

柴油-甲醇-水三元乳化液W/O的流变特性

研究了柴油-甲醇-水三元W/O乳化液流变特性与乳化剂的种类、含量以及乳化液组分的关系。结果表明,在本实验采用的组分配比下,柴油-甲醇-水三元W/O乳化液近似为牛顿流体,而且乳化剂的种类、含量以及乳化液中柴油的量均对乳化液的流变特性具有显著的影响。对于组分组成相同的柴油-甲醇-水三元W/O乳化液,其黏度随着乳化剂含量及其黏度的增加而增大。当柴油-甲醇-水三元W/O乳化液中甲醇与水的比例一定时,减少柴油的质量分数,乳化液的黏度增大。当乳化剂含量相同时,柴油-甲醇-水三元W/O乳化液的黏度随着其中水含量的增加而增大。     

乙醇－柴油混合燃料的制备及其性能研究

 研究了乳化剂种类、乳化剂含量、乳化剂之间配比及乙醇含量对乙醇－柴油混合燃料性能的影响，优化出乙醇－柴油混合燃料的乳化剂，将其添加于乙醇－柴油中，采用物理共混法制备出最优乙醇－柴油混合燃料。实验得出，阳离子乳化剂31381与非离子乳化剂1202在m(31381) :m(1202)=3:7下复配，制得乙醇－柴油混合燃料的最优乳化剂。在乙醇—柴油（乙醇质量分数为16%）中添加质量分数为3.3%的最优乳化剂，制备出的最优混合燃料在室温下能稳定存放6个月以上；透射电镜测定该混合燃料的粒径分布均匀；燃烧速率与0#柴油相当，而烟度较0#柴油降低60%；腐蚀性符合国家标准。     

基于聚焦光束反射测量技术监测稠油乳状液破乳过程

为获得乳状液液滴大小与分布对稠油乳状液表观黏度和稳定性的影响规律,利用聚焦光束反射测量仪(FBRM)考察了温度和剪切速率对辽河油田欢喜岭稠油乳状液液滴平均粒径(简称粒径)大小的影响,动态监测了油包水(W/O)乳状液在加入碱性降黏剂后的破乳行为。结果表明,聚焦光束反射测量技术可以对W/O型乳状液的破乳行为进行良好的动态监测,并可实现对碱性降黏剂最佳使用量的评估。随着温度的升高,油水乳状液液滴粒径增大,乳状液黏度减小;温度低于55℃时,随着剪切速率的增加,乳状液液滴粒径减小,乳状液黏度逐渐变小;当温度高于55℃时,剪切速率对乳状液液滴粒径和黏度的影响较小。在W/O型乳状液中加入Na_2CO_3溶液后,乳状液发生破乳反相,体系黏度降低,小尺寸O/W型乳状液液滴数量增多,粒径减小,液滴分布更加均匀;Na_2CO_3质量分数为0.2%时,乳状液黏度降到最低,乳状液液滴粒径和油水界面张力最小。     

棕榈油对柴油微乳液燃烧性能及稳定性能的影响

以油酸与油酸三乙醇胺为主乳化剂,正丁醇为助剂,制备出柴油微乳液,并以价格低廉的棕榈油替代部分柴油,考察了棕榈油的质量分数、水质量分数等对柴油微乳体系燃烧性能及稳定性能的影响。结果表明:随着主乳化剂质量分数的增加,氮氧化合物的排放量下降,碳氢化合物的排放量小幅上升;随着棕榈油质量分数的增加,氮氧化合物和碳氢化合物的排放量均增大;随着水或棕榈油质量分数的增加,氧氮放热量下降,稳定时间均大幅缩短,其中水的质量分数对微乳液稳定时间的影响更显著;当水的质量分数为20%时,稳定时间仅为未加入水体系的26.3%。     

制备磺酸钙清净剂的旋转填充床和搅拌鼓泡釜工艺的比较

合成高碱值磺酸钙清净剂的搅拌鼓泡釜工艺需外加水;而旋转填充床工艺中只需反应生成水参与反应,既可达到碱值的要求,简化了工艺和控制过程。分析了2种反应器的特性。结果表明,强化了微观混合和传质的旋转填充床能快速生成细小、均匀的W/O型微乳液体系;通过溶解-消耗-再溶解-再消耗模式,能有效利用W/O型微乳液体系中的水核,需水量少;同时,旋转填充床使物料系统的含CO2气率较均匀,生成的纳米CaCO3粒子粒径小、分布窄,产品质量高。也指明了搅拌鼓泡釜反应器在混合分散和传质均匀性方面的相对不足。     

表面活性剂对乳状液膜稳定性的影响

本文用显微镜分别考察了3种不同表面活性剂对液膜状态的影响,用激光粒度仪分析了表面活性剂对乳状液颗粒大小及分布的影响,用pH酸度计测定W/O/W多重乳状液膜体系外水相的pH值。结果表明:3种不同的表面活性剂(失水山梨糖醇酐单油酸酯span80、双烯基丁二酰亚胺T153、多烯基丁二酰亚胺T152)在膜溶剂含量为50 mL、载体含量2%、液体石蜡含量2%、内相NaOH浓度为0.5 mol/L及乳水比为1∶6条件下制得W/O/W型多重乳状液膜。span80所形成乳状液膜外水相pH值最大,膜破损严重;而T153所形成的乳状液膜外相pH值相对较小,乳状液膜较稳定。3种不同表面活性剂所形成的W/O乳状液在水分散相中平均粒径大小顺序为:T153(60.369μm)>T152(58.510μm)>span80(37.630μm),且T153形成乳状液的粒度分布最集中。乳水比为1∶5、初始硫离子含量为40 mg/L时,由T153所形成乳状液对硫离子的脱除率最高,达98%。     

PODE/柴油混合燃料燃烧颗粒的粒径分布及微观结构

以高压共轨柴油机为样机,采用发动机排气粒径谱仪(EEPS)和高分辨率透射电镜(HRTEM),考察了聚甲氧基二甲醚(PODE)/柴油混合燃料燃烧颗粒的粒径分布规律及微观结构特征。所用燃油为纯柴油、PODE体积分数(掺混比)分别为10%、20%和30%的PODE/柴油混合燃料。结果表明,在最大扭矩转速100%负荷时,与柴油相比,混合燃料燃烧颗粒的核模态颗粒数量增加,积聚态颗粒数量降低。随掺混比的提高,排气颗粒的数量浓度分布、质量密度分布、质量累积分布和质量中位径均向小粒径方向偏移。掺混PODE后燃烧颗粒的微观结构主要呈团状分布;与柴油相比,混合燃料颗粒的层面间距和微晶曲率增大,微晶尺寸减小,而颗粒的盒维数增加,团聚程度也有所提高。     

Zinc oxide incorporated water-in-diesel emulsion fuel: Formulation,particle size measurement,and emission characteristics assessment

The use of W/D emulsion fuel has a positive influence on the performance and emission characteristics of diesel engines, especially on NOx and PM emissions. The prolonged ignition delay of W/D emulsion fuel resulting in rough engine operation is a critical factor that has to be focused on in emulsion fuel studies. ZnO, a metal-based nanoparticle that can act as a catalyst for chemical reactions during combustion process, is adopted in the present study in an attempt to shorten the ignition delay. The problems associated with nanofluid synthesis are agglomeration of nanoparticles and measurement of particle size in base fluid. The present study focuses on the previously-mentioned issues with experiments conducted in two phases. In the first phase, ZnO nanoparticles with mass fraction of 50 ppm and 100 ppm are incorporated in 10W/D emulsion fuel and stabilized using suitable surfactant and its physiochemical properties measured. To measure the ZnO particle size in emulsion fuel, milky form of ZnO incorporated in W/D emulsion fuel is turned into transparent form using DME as a solvent and UV-visible absorption spectroscopy analysis is performed. From the results obtained, it is noted that the properties of 10W/D emulsion fuel meet the standard diesel fuel properties requirement and the incorporation of nanoparticles change the fuel properties marginally. In addition, ZnO particles size in emulsion fuel is confirmed to be at nanolevel. In the second phase, IDP and emission characteristics are studied for 50ZnO10W/D and 100ZnO10W/D, and compared with BD and 10W/D. It is observed that ZnO incorporated W/D emulsion fuel blends have a shorter IDP and lesser emission levels over BD and 10W/D.     

一种驱油用疏水缔合聚丙烯酰胺的乳化性能

 研究了含疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)的O/W型乳状液的析水率和粒度分布,探讨了聚合物溶液/油体积比(V(HAP solution)/V(Oil))对乳状液稳定性的影响规律。采用扫描电镜和动态光散射仪分析了HAP溶液的形态。结合HAP对油-水界面张力、乳状液黏度以及增溶性影响的研究,探讨了HAP的乳化性能。结果表明,O/W乳状液中HAP的质量浓度越高,乳状液越稳定。当HAP质量浓度在1000 mg/L以下时,HAP能吸附在油-水界面上,降低油-水界面张力,体系中存在的单分子胶束对油具有一定的增溶效果,内部形成的空间网状结构对油滴的聚并产生空间位阻,使得乳状液稳定。当HAP质量浓度在1000 mg/L以上时,HAP在油-水界面形成紧密排列,油-水界面张力达到最低值,同时体系内部形成超分子的空间网络结构,产生更强的空间位阻;超分子的空间网络中形成的许多非极性腔体空间对油具有强的增溶能力,乳状液就更加稳定性。     

2-D智能纳米黑卡稳定乳状液的机理*

为揭示二维纳米片状材料(黑卡)对乳状液稳定性的影响,以扶余油田长春岭和三队区块原油为例,在水油体积比为7∶3的条件下,研究质量分数为0.005%的2-D智能纳米黑卡流体对原油乳状液稳定性的影响。通过稳定性分析仪和界面流变仪表征乳状液稳定性大小和界面膜强度,通过观察乳状液的微观形状和粒径分布分析黑卡增强乳状液稳定性的机理。研究结果表明,黑卡尺寸约为70×100(nm),厚度为0.65数1.2 nm。在原油和0.01%稳定剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组成的乳状液中加入黑卡后形成Pickering乳状液,乳状液的析水速度变慢,乳状液的稳定析水率从75.71%数78.57%降至65.71%数72.86%;乳状液稳定性提高,稳定性指数(TSI)值由4.73数5.64降至2.71数3.84;乳状液膜的强度增强,体系流变学特征由黏性转变为明显的弹性。黑卡作用的Pickering乳状液的背散射光曲线可分为乳状液破乳区、过渡区和乳状液聚并区3个区域。黑卡能改变稳定剂亲水-亲油平衡,将W/O型乳状液转变为O/W型乳状液,形成液滴尺寸为0.1数5μm大小的乳状液,大幅降低原油黏度。黑卡同时具有亲水-亲油两亲性质,可通过自吸附定向排布于液膜上,增加液膜强度,提高乳状液稳定性。图21表3参22。     

喷气燃料/柴油混合燃料燃烧及颗粒物特性

为研究柴油机燃用喷气燃料/柴油混合燃料燃烧及排放颗粒物特性,配制喷气燃料(RP-3)掺混体积分数20%、40%、60%以及纯柴油的4种燃料(D80K20、D60K40、D40K60、D100),通过台架试验研究了缸内燃烧过程,采集了颗粒物,利用透射电镜、拉曼光谱仪、热重分析仪对不同掺混体积分数混合燃料排气颗粒的物理化特性进行研究。结果表明：与D100相比,D80K20、D60K40、D40K60缸内最高燃烧温度增加幅度小于11℃,缸内压力变化不大,压力峰值对应的曲轴转角后移1.35～2.16°CA,滞燃期延长0.39～1.64°CA,燃烧持续期缩短0.21～0.86°CA;颗粒总体排列呈现链状或枝状,不同RP-3掺混体积分数(D100、D80K20、D60K40、D40K60)下颗粒的计盒维数分别为1.8569、1.9386、1.9563、1.9836,D₁峰与G峰的比值(I_D1/I_G)分别为1.09、1.03、0.92、0.85,随着RP-3掺混体积分数的增加,颗粒物堆叠程度略有增加,颗粒物表面碳排列更加有序,颗粒物的...     

Critical Evaluation of Rotary Atomizer

The flammability characteristics of jet fuel aerosols are critical to the development of fire-safe fuels. In efforts to design and characterize fire-safe fuels, an automated rotary atomizer has been constructed to produce fuel aerosols and measure their mist flammability properties. A particle analyzer has been coupled directly to the atomizer to provide drop size distribution information on the aerosols. The size distribution measurements provide crucial evidence regarding the droplet formation mechanism of the constructed atomizer. This paper focuses on the evaluation of water aerosols as a function of disk speed, flow rate to the atomizer, and liquid surface tension utilizing this instrumental design.     

Stability Behavior of Water-in-Diesel Fuel Emulsion

Abstract

The presence of water within diesel fuel in the form of water-in-diesel (W/D) emulsion lowers the pollution level of nitrogen oxides and particulate matter. Emulsion of W/D was prepared by high-speed mixing and gradually adding water into the diesel fuel containing a small amount of emulsified agent. We measured the physical properties of diesel fuel and W/D emulsions with a pycnometer for density, Fann V.G. rotational viscometer (Chandler Engineering, Model 3500, Tulsa, Oklahoma, USA) for viscosity, and a Fisher Surface Tensiomat (Fisher Scientific Co., Model 21, Hampton, New Hampshire, USA) for surface tension. We used a computer image analyzer system to investigate the water droplet fuel interaction and the water droplet distribution within the diesel phase. The results of this study show that the emulsions of 10% and 20% W/D were stabilized for 4 weeks and 10 days, respectively, under the conditions of 0.2% surfactant, 15,000 rpm, and 2 minutes of mixing time. Under the same conditions, the stability period is limited to 5 hours for emulsions with a water concentration higher than 20%. An optimum surfactant concentration of 2% was found for 40% W/D due to the polydispersity behavior of the added surfactant. The water droplet distribution and average diameter were significantly affected by the total number of mixing revolutions. We measured and investigated the physical properties of the stable W/D emulsions in terms of density, surface tension, and viscosity.     

纳米级过硫酸铵微胶囊的制备及性能

通过原位聚合法成功制备了以过硫酸铵为芯材、聚吡咯为壳材的微胶囊,并通过扫描电镜、激光粒度仪、红外光谱和拉曼光谱分析微胶囊的形貌和结构。结果表明：微胶囊的粒径分布集中在100~300 nm,且聚吡咯成功包覆过硫酸铵。微胶囊在水中分散时的电导率的变化过程说明微胶囊的释放过程为渗透释放;且随着甘油量的增加,微胶囊吸水速率加快,内部固体过硫酸铵溶解速率提高,对应过硫酸铵的释放速率提高。将过硫酸铵与等质量的微胶囊分别加入聚合物压裂液中,通过高温降黏实验,发现该微胶囊能延迟破胶7 h以上。     

Critical Evaluation of Rotary Atomizer

Abstract

The flammability characteristics of jet fuel aerosols are critical to the development of fire-safe fuels. In efforts to design and characterize fire-safe fuels, an automated rotary atomizer has been constructed to produce fuel aerosols and measure their mist flammability properties. A particle analyzer has been coupled directly to the atomizer to provide drop size distribution information on the aerosols. The size distribution measurements provide crucial evidence regarding the droplet formation mechanism of the constructed atomizer. This paper focuses on the evaluation of water aerosols as a function of disk speed, flow rate to the atomizer, and liquid surface tension utilizing this instrumental design.