正戊醇-柴油混合燃料发动机颗粒物的形貌结构与氧化活性研究

发布时间：2021-09-24 00:53

　　掺混正戊醇能够降低柴油机颗粒物排放,但掺混正戊醇对柴油混合燃料颗粒物的形貌结构和氧化活性的影响规律尚不明确。该研究采用高分辨率透射电子显微镜、拉曼光谱仪和同步热分析仪研究了柴油机中分别燃用不同掺混比的正戊醇/柴油混合燃料时生成颗粒物的形貌、纳观结构和氧化活性。结果表明,正戊醇掺混体积比分别为0、15%和30%的3种混合燃料燃烧颗粒物的微观形貌相似,低倍率时表现为由基本碳粒子聚合而成的团聚形貌,高倍率时呈现出典型的"外壳-内核"结构;随着正戊醇掺混比例的增加,颗粒物的基本碳粒子直径减小,微晶长度减小而微晶曲率增加,D1峰与G峰的峰面积比增加。说明颗粒物结构更为无序,石墨化程度降低。同时,随着正戊醇掺混比例的增加,3种燃料燃烧颗粒物的氧化温度逐渐降低,依次为:616.9、609.9和583.6℃,说明其对应的氧化活性逐渐升高。分析表明,正戊醇/柴油混合燃料燃烧生成的颗粒物高氧化活性与其更为无序的纳观结构相关。 

【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同燃料燃烧颗粒物的基本碳粒子纳观形貌

图1给出了不同燃料排气颗粒物的形貌图。如图1所示，低倍率（40 000×）下，不同燃料排气颗粒物的整体微观形貌差别不大，均呈现出由大量近似球状的基本碳粒子团聚而成的簇状结构。图2给出了燃用不同燃料时颗粒物的基本碳粒子直径统计结果。图中箱体上下端分别代表统计数据的75%位数和25%位数，箱体中横线表示统计数据的中间值，箱体中实心点表示平均数，箱体延伸出的长度代表统计数据的标准方差。

图2给出了燃用不同燃料时颗粒物的基本碳粒子直径统计结果。图中箱体上下端分别代表统计数据的75%位数和25%位数，箱体中横线表示统计数据的中间值，箱体中实心点表示平均数，箱体延伸出的长度代表统计数据的标准方差。由图2可知，基本碳粒子的平均直径随正戊醇掺混比例增加而下降（从21.813下降至20.030）。分析认为，基本碳粒子的平均直径主要受碳烟生成过程中表面生长和氧化所决定[9]。由于正戊醇含氧，促进了碳烟的氧化过程；与此同时，正戊醇的掺混减少了碳烟前驱物如芘的生成[7]，进而减少了碳烟的表面生长。因此，柴油掺混正戊醇后，颗粒物的基本碳粒子平均直径降低。


本文编号：3406769