正交试验与神经网络结合优化生物柴油的制备工艺

采用酯交换法制备棉籽油生物柴油,利用正交试验获得的数据作为神经网络的训练样本,以工艺参数为输入、生物柴油产率为输出,建立三层BP神经网络,训练好的模型用来预测已确定的最佳制备条件（醇油比6：1,催化剂用量1．0％,反应温度40℃,反应时间60min）下的产率,预测产率为96．8％,三次平行试验的平均产率为96．1％,预测值与试验值相对误差仅为0．7％。所得生物柴油主要性能指标与我国生物柴油国家标准（GB／T20828-2007）基本一致。     

生物柴油醛、酮类污染物的排放特性与分析

采用2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生法和高效液相色谱(HPLC)技术,对柴油机排气中的醛、酮污染物进行了捕集和分离测定,考察了柴油机燃用BD100、BD50、BD0时,不同负荷下的醛、酮污染物排放规律,分析了燃料组分、缸内温度、压力、排气温度等对醛、酮污染物排放的影响。研究结果表明,该方法可实现微量醛、酮污染物的准确、快速测定;柴油机排气中含量较高的羰基物有甲醛、丙醛、丙烯醛、乙醛、丙酮、丁酮和丁醛,其排放水平均随负荷增大而呈下降的趋势;高负荷时,高温区域的滞留时间延长,醛、酮类被再次氧化、转化几率增加;较高的排气温度会促使排气中的醛、酮类物质和HC燃料再次氧化生成CO和CO2。     

低温环境下车用起动电机的匹配研究

分析了低温工况下车用起动系统的主要影响因素;结合发动机的起动阻力矩、最低起动转速、电机工作特性、起动系统传动系数和电机热效应等因素,确定了起动电机的最大输出功率;考察了极板结构、电解液温度对蓄电池容量的影响;总结了起动阻力矩与起动电机功率、蓄电池容量之间的匹配公式;测量了起动阻力矩随环境温度、起动转速的变化规律。结果表明:减少板极厚度、增加板极高度、适当提高电解液密度,可提高蓄电池容量;在相同的环境温度下,起动阻力矩随起动转速的提高而增大,当转速高于170r/min时,转速每提高50r/min,起动阻力矩增加3～8N.m;当环境温度低于0℃、转速不变时,环境温度每降低5℃,起动阻力矩增加2.5N.m.     

柴油机单环芳香烃类污染物的试验研究

在直喷式柴油机上,采用活性炭吸附-溶剂解吸/气相-质谱联用的方法,测量了燃用柴油、生物柴油及其调和油B50(体积比为50%生物柴油和50%柴油)排气中的单环芳香烃类污染物(MAHs)。研究结果表明:燃烧柴油时,苯和MAHs排放的平均浓度分别为0.53μg/L和5.51μg/L。与柴油相比,燃烧生物柴油可大幅降低MAHs排放的平均浓度,降低幅度为76%。燃烧柴油时,苯、甲苯等污染物的排放浓度随着负荷的增大而降低,中负荷时达到最低值,随着负荷进一步增大,其排放浓度明显增大,二甲苯排放浓度随负荷变化不明显。燃烧生物柴油和生物柴油调和油时,苯、甲苯和乙苯的排放浓度随负荷变化规律与燃烧柴油时基本一致。     

生物柴油氧化改质对NOx和碳烟排放的影响

在一台共轨柴油机上,测量燃用氧化改质处理前后的生物柴油的排放污染物.通过气相.质谱联用仪,测量并分析改质前后油品组分变化.分析含氧燃料的热力NOx形成理论,提出了燃料化学结构决定柴油机排放污染物生成的观点.研究结果表明,生物柴油经氧化改质后,部分脂肪酸甲酯碳链中的双键被破坏,增加了环氧基或双羟基,含氧量和饱和度增加.改质处理抑制了生物柴油自身的氧化,避免了酸败和黏度增加.改质后生物柴油NOx和碳烟排放同时降低,改变了传统柴油机NOx和碳烟排放存在的互为消长关系.     

新型复合含氧燃料对柴油机燃烧和排放特性的影响

分析了自行配制的新型复合含氧燃料FHYJ和F10(体积比例为10%的FHYJ和柴油的混合燃料)的理化特性,在车用BJ493Q柴油机上进行了燃用F10的试验,比较和分析了燃用柴油和F10时柴油机的动力性、经济性、燃烧特性和排放特性.结果表明:在柴油机不做任何改动的条件下,与原机相比较,燃用F10时动力性变化不大;能量消耗率略有改善,改善程度在低负荷时较中、高负荷大;缸内压力、压力升高率、放热率峰值略有下降,出现位置后移2℃A～4℃A左右;滞燃期和预混合燃烧期延长,扩散燃烧期和燃烧持续期缩短;碳烟排放显著降低,最大降幅达83.1%,CO和Nox排放略有改善,HC排放基本相同.     

生物柴油燃料特性参数对NO_x排放影响的分析

分析了生物柴油的燃料特性及脂肪酸组成结构,结合发动机燃烧生物柴油的试验,分析了燃料的十六烷值、密度、运动黏度、氧化安定性、不饱和双键的数量和位置等因素对NO_x排放的影响;运用FIRE软件分别模拟了生物柴油与柴油燃烧时的温度场、氧浓度场、黏度场以及十六烷值对滞燃期的影响规律。结果表明:生物燃料较低的十六烷值、较大的密度和运动黏度、较差的氧化安定性、存在双键且双键位置偏向脂肪链中间等,均会导致生物柴油NO_x排放升高。提出了降低NO_x排放的方法。     

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.     

生物柴油发动机NOx排放控制技术

控制生物柴油发动机NOx的排放是目前生物柴油应用研究领域的一个研究热点和难点。根据NOx生成的条件和关键化学反应方程式,阐述了生物柴油发动机较柴油机NOx排放偏高的机理,在分析目前国内外降低生物柴油发动机NOx排放的各种控制策略和技术方法的基础上,重点介绍了针对生物柴油特殊的分子结构所采取的燃料改性的方法,对该方法的理论依据、国内外最新的研究成果和研究结论进行了阐述,分析了降低生物柴油发动机NOx排放的各种控制策略的优缺点,探讨了生物柴油发动机NOx排放控制技术的发展前景。