柴油机燃用掺水乳化油工作过程的研究

本文以现有的一些基础试验结果为基础,通过分析喷注中乳化油滴的运动、扩展及加热过程,对乳化油的微爆机理作了初步探讨。考虑到乳化油燃烧与纯柴油燃烧之间的差别,作者修改了已有的计算机程序。修改的内容包括工质的比热和内能计算公式;能量方程;喷注的贯穿距离和燃烧速率计算公式等。修改后的程序计算结果与实测结果基本吻合。     

柴油机燃用掺水乳化油的试验研究与机理分析

柴油掺水使柴油机混合气的形成和燃烧过程增加了新的促进因素,提高了混合气形成的速度,改善了混合气的质量,有促进燃烧趋于完全的作用:1.乳化油作用机理分析1.1 燃料的二次雾化燃料通过柴油机的喷油泵、喷油器将燃油在接近压缩行程终了时喷入气缸,喷油压力一般在10～20MPa 之间,对非增压柴油机而言,此时气缸内压力一般为     

柴油机燃用掺水燃料的燃烧特性及其节油机理分析

通过计算对掺水的综合效果进行了分析,结果表明：1）与纯柴油相比,掺水燃料喷射液体总量增多,存在时间变长,液雾卷吸能力增强,能更加充分地与空气混合使燃烧完全,在上止点附近热量释放集中使柴油机做功能力增强,是提高燃烧效率的主要原因之一;2）燃料中水蒸发做功可以部分弥补由于水分蒸发使温度和压力下降所造成的不利影响而提高功率,这是节油的第2个重要原因;3）掺水后尽管排气带走的水蒸汽潜热会增加,但是同时排气最高温度与平均温度都有所下降,排气损失反而减小,这是节油的第3个重要原因。     

双燃料发动机燃烧放热规律分析及燃烧特性研究

从热力学和内燃机燃烧的基本理论入手 ,推导了计算分析双燃料发动机缸内工质成分和热力学参数的计算关系式以及求解双燃料发动机燃烧放热规律的微分方程式 ,基于面向对象技术开发了双燃料发动机燃烧放热规律计算软件。研究结果表明 :用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏小 ,所计算的缸内工质平均温度偏高 ,新模型计算的结果与实际情况更为吻合。该分析软件可以适用于多种燃料发动机 ,是内燃机燃烧放热规律的通用计算软件。双燃料发动机燃烧特性研究表明 :双燃料发动机初始放热率比纯柴油大 ,若着火始点在上止点后 ,双燃料缸内最大爆发压力比纯柴油低 ,否则比纯柴油高 ;控制双燃料发动机着火始点是控制缸内最大爆发压力和 NOx 排放的关键 ,双燃料发动机着火始点应在上止点后 ,可以使发动机爆发压力和 NOx 排放比纯柴油低。     

读者问答

<正> 1.贵刊今年第1期刊登了《柴油机燃用掺水乳化油的试验研究》一文,我们看了很感兴趣。请问桂花乳化剂什么地方卖?什么价格?并请详细介绍该乳化剂的用法及注意事项。答:桂花S-O型柴油掺水乳化剂是一种新型节能产品,主要用于0号柴油掺水配制乳化油,作为各类以柴油机为动力的车、船、农机及燃油炉的燃料。使用乳化油既可节省燃油、减少废气排放,还可降低燃料费用。掺水量在10％～20％以下的乳化油,其凝固点与0号柴油相同或稍低,0号柴油可使用的地     

柴油/甲醇二元燃料发动机缸内燃烧数值模拟

为研究柴油/甲醇二元燃料的缸内燃烧过程,基于对二元燃料燃烧特征的分析,发展了湍流耦合反应动力学的柴油/甲醇二元燃料缸内燃烧机理和燃烧模型.基于一个已有的甲醇/正庚烷二元燃料燃烧机理,进一步提高了机理的预测精度,燃烧模型通过计算混合时间尺度和化学反应时间尺度来衡量燃烧的受控因素,其中化学反应时间尺度以熵增率衡量.通过发动机试验对模型进行了标定和验证,结果表明:该燃烧机理和燃烧模型能够很好地对纯柴油和柴油/甲醇二元燃料燃烧过程进行预测,包括随着甲醇比例的增加,滞燃期延长,甲醇火焰传播预混燃烧放热峰值逐渐明显.采用直接求解化学反应而不考虑湍流的燃烧模型,对燃烧进程的预测结果则随着甲醇量的增加而逐渐高于试验值.     

废弃油脂生物柴油掺水微乳化燃料燃烧和排放性能研究

利用废弃油脂制备生物柴油不仅具有可观的经济效益,而且具有良好的社会效益和环境效益．为研究生物柴油掺水微乳化的燃烧和排放性能,在同一台双缸四冲程直喷式柴油机上进行了对比试验,测量燃料的燃烧压力和排放浓度．研究结果表明：与生物柴油相比,生物柴油掺水微乳化燃料的峰值燃烧压力的相对高低随发动机负荷变化．在排放特性中,生物柴油掺水微乳化燃料的烟度和NOx排放量显著降低,这证明掺水微乳化燃料能够改善燃烧状况,控制柴油机主要污染物排放．     

喷射时刻对柴油和汽油/柴油混合燃料低温燃烧的影响

使用纯柴油和一种汽油/柴油混合燃料在一台单缸柴油机上进行低温燃烧试验.通过调节燃油喷射时刻,研究了不同燃料的燃烧与排放性能.结果表明,这两种燃料的低温燃烧具有两阶段放热.在固定燃油喷射时刻的情况下,两种燃料具有类似的低温放热开始时刻,然而汽油/柴油混合燃料的高温放热开始时刻要迟于纯柴油燃料.主燃烧阶段的各个燃烧相位是线...     

柴油机燃用掺水乳化油的试验研究

<正> 柴油掺水乳化所制成的乳化油可以作为柴油机的燃料,具有省油和降低排气烟度与温度等优点,是一种节能技术。 1 柴油掺水乳化的作用为了改善柴油机混合气形成的质量及燃烧过程,除了改进燃烧室的结构形状、进气道的形式和喷油系统外,也可采用柴油掺水乳化的技术。由于柴油掺水,使柴油机混合气的形成和燃烧过程增加了新的促进因素,提高了混合气形成的速度,改善了混合气的质量,有促进燃烧趋于完全的作用。     

LPG／柴油双燃料发动机燃烧产物的分析

研究了LPG/柴油双燃料发动机燃料燃烧时的化学平衡方程,使用Matlab5.3软件编写了LPG/柴油双燃料发动机燃烧产物摩尔分数的分析计算程序,提出了求解双燃料发动机燃烧产物摩尔组分的新方法。计算和实验表明：文中所提的方法是正确和可行的。     

柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料柴油机燃烧与排放特性研究

为了使柴油与甲醇互溶,提高燃料氧含量以控制碳烟排放,以正戊醇作为助溶剂,形成柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料,对三元燃料在不同温度下的互溶性进行了研究。在一台电控高压共轨柴油机上测试了1 400r/min转速下柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料的燃烧压力和排放特性;计算了瞬时燃烧放热率与燃烧温度,并与柴油进行对比。研究结果表明:甲醇能够以一定比例与柴油/正戊醇互溶,且互溶比例随温度升高而增大。与纯柴油相比,随氧含量的增加,混合燃料的滞燃期延长,燃烧持续期缩短,峰值燃烧温度升高;在中低负荷,峰值燃烧放热率上升;在高负荷,三元微乳化燃料的峰值燃烧放热率下降,但其扩散燃烧强度增加;混合燃料的有效燃油消耗率增加,但是其热值逐渐降低,有效热效率上升;3种含氧燃料的CO排放在低负荷时增加,高负荷时降低;HC及NOx排放升高,NO2在NOx中的比例下降;碳烟排放明显减少。     

柴油机TR燃烧系统实现低温预混合燃烧的研究

为了验证TR燃烧系统降低发动机排放、实现低温预混合燃烧的能力,在一台经过改造的单缸135柴油机上进行了降低压缩比、燃用柴油-乙醇混合燃料和推迟供油的试验研究.结果表明,压缩比ε降低后,着火推迟,最大放热率增加,缸内最高压力和最高温度降低,NOx排放也降低.但是中高负荷时燃烧速率降低,有效油耗率增加.当燃用乙醇体积含量20%的乙醇-柴油混合燃料时,与燃用柴油燃料相比,着火延迟期延长,烟度大幅度降低.小负荷时缸内最高压力、最高温度、最大放热率和燃烧速率都降低,NOx降低较多;中高负荷时最大放热率高于后者,燃烧速率提高,NOx降低得较少.当供油定时从15°CA BT-DC推迟到13°CA BTDC后,烟度基本不变.     

柴油机掺烧不同比例生物柴油的试验研究

将体积分数为10%2、0%、30%的生物柴油掺混到柴油里组成3种混合燃料,并连同纯柴油共4种燃料,在一台四缸增压中冷柴油机上进行性能、燃烧和排放特性的试验研究.结果表明,柴油机燃用生物柴油与柴油混合燃料的折合油耗率与燃用纯柴油时基本相当;燃用混合燃料的缸内最大爆发压力和压力升高率较低,着火时刻较晚;混合燃料的NOx和碳烟排放与燃用纯柴油时相比均有不同程度的降低,但混合燃料的HC和CO排放只是在1 500r/min时才较纯柴油低,当转速在2 300 r/min时,混合燃料的HC和CO排放更高.     

环境温度对掺水乳化柴油喷雾燃烧特性的影响

柴油机中燃用掺水乳化柴油有提高燃烧热效率的潜力,并同时降低碳烟和NOx排放.利用定容燃烧弹台架,对比试验了纯柴油和掺水乳化柴油的燃烧特性,并重点研究了环境温度对掺水乳化柴油喷雾和燃烧特性的影响.结果表明:相比于纯柴油,掺水乳化柴油能明显降低燃烧过程中碳烟的生成量;掺水乳化柴油中水的蒸发和微爆作用随环境温度的升高逐渐增强,能有效促进喷雾雾化和油、气混合过程;随着环境温度的升高,掺水乳化柴油的滞燃期及火焰升举长度均减小,燃烧火焰亮度增大.高环境温度工况下,碳烟前期生成速率和后期氧化速率均增大,使得不同环境温度工况下掺水乳化柴油最终碳烟的排放量相差较小.     

壁面催化重整反应对掺水乳化油燃烧影响的数值研究

将壁面催化重整燃烧技术引入乳化油的燃烧中,少量氢的产生能有效克服乳化油着火延迟及功率有所下降的难题,从而能够在直喷式柴油机中得以实际应用。研究结果表明,壁面催化重整反应可以缩短乳化油着火延迟,保证高掺水率下的平稳运行,同时能使NO、碳烟和未燃燃料蒸气均得以下降。     

基于废气再循环的丁醇/柴油混合燃料的燃烧特性

在单缸柴油机上研究了柴油掺烧体积分数为40%的丁醇(即B40混合燃料)在不同废气再循环(EGR)和喷油时刻下的燃烧特性.结果表明,在1,400,r/min、平均指示压力为1,MPa时,EGR率增加到某一"拐点"值,最大燃烧压力和指示热效率迅速降低,HC和CO排放明显升高;与纯柴油相比,B40混合燃料"拐点"对应的EGR率更小在"拐点"前的EGR率正常变化范围内,B40混合燃料的最大燃烧压力和压力升高率高于纯柴油,滞燃期更长,放热速率更快,NOx排放略高,而指示热效率稍低于纯柴油.喷油过早,会导致压力升高率显著增大,EGR率正常变化范围变窄;喷油过迟,会造成燃烧重心推迟,指示热效率下降,"拐点"对应的EGR率显著变小.采用适当的喷油时刻,结合中等比例的EGR率,保证燃烧重心在上止点后7°CA附近,可以实现高效低污染的丁醇-柴油混合燃料燃烧.     

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.     

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。     

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。     

催化重整反应加氢对预混气火焰传播速度的影响

根据“驻定火焰法”基本原理，利用对冲火焰实验装置系统测量了甲烷与少量氢气预混气的火焰传播速度。结果表明，与纯甲烷时相经，含氢条件下的火焰传播速度有了明显的提高。实验氢气是甲烷与水蒸汽在催化重整反应中产生的。这说明，催化剂的存在使得掺水燃料或乳化油在燃烧的同时产生氢气。氢气的加入提高了混和气的火焰传播速度，改善了燃烧过程。这项技术在实践中有着重要意义。还对实验条件进行了数值模拟和计算，计算结果与实验结果符合较好。