汽油/加氢催化生物柴油喷雾燃烧及碳烟生成特性的可视化研究

发布时间：2022-01-11 18:14

　　汽油压燃模式利用汽油高辛烷值和高挥发性的优势,在燃烧发生之前实现燃油与空气的充分混合,保证大比例的预混燃烧,降低碳烟排放,但是汽油压燃存在低温冷启动困难,润滑性能较差,大负荷工况下压力升高率过高的问题。加氢催化生物柴油由于其分子结构不含氧,十六烷值高,使其具有良好的稳定性和着火特性,且其粘度较大。因此,本文提出使用加氢催化生物柴油掺混汽油来解决现有汽油缸内直喷压燃的技术难题,而针对该混合燃油在定容燃烧弹的高温高压环境中采用先进的光学测试技术开展其喷雾、着火燃烧和碳烟特性的基础研究则是前提和关键。对此,本文在定容燃烧弹中的喷雾燃烧可视化试验主要研究内容和取得的研究结果如下:（1）对比分析了燃烧条件下高频背景光消光法和激光Mie散射法测量喷雾液相长度的异同,结果表明:背景光消光法测得的喷雾液相长度普遍大于激光Mie散射所测得的结果,而在低环境温度和低氧浓度条件下,这种差异则非常小。背景光消光法能够测得燃油液相整个发展过程,但在大多数工况下由于碳烟辐射的干扰,测得的喷雾液相长度并不准确,激光Mie散射则在所有工况条件下均可测得较为准确的喷雾液相长度,但一次喷射只能获得一个时刻的喷雾液相长度。... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各种低温燃烧概念图

汽油/加氢催化生物柴油喷雾燃烧及碳烟生成特性可视化研究.3 加氢催化生物柴油的制备及燃烧特性的研究.3.1 加氢催化生物柴油的制备及理化特性制备加氢催化生物柴油的来源广泛，主要有地沟油，皂角油，酸化油等废脂，特别在人口众多，餐饮行业发达的中国，地沟油成为重要的原料来源，该生物柴油在发动机上的应用除了可有效应对能源及环境问题外，对解决食全问题也将做出巨大贡献。本文所使用的加氢催化生物柴油是由与本课题组合作研发企业——扬州生物科技有限公司提供，该企业在扬州建成的国内第一套 20 万吨/年的加氢生物柴油生产装置及燃油如图 1.2 所示，主要是依托已有的有副产品氢气的炼制装置而建。

汽油/加氢催化生物柴油喷雾燃烧及碳烟生成特性可视化研究。Kataria 等人[33]这类生物柴油进行了排放试验，同样得出结论使用加氢催化物柴油与柴油掺混可以降低排放。国内本课题组针对扬州建元经一步工艺所生产的加氢催化生物柴油与柴油混合燃油在高温高压环境的定容燃烧弹内开展了喷雾和燃烧碳烟特性以及发机油耗和排放性能方面的研究。图 1.3 给出了该加氢催化生物柴油与柴油在不环境温度和喷油压力下着火延迟期及燃烧持续期的差异，也直观反映了加氢催生物柴油非常强的着火性能[34]。图 1.4 则给出了该加氢催化生物柴油与国四标柴油随着掺混比例的不同体现出不同程度的降油耗效果，与国标柴油相比NOx比 PM 排放也有降低[35]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用激光诱导炽光法定量测量柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数[J]. 唐青龙,张鹏,刘海峰,尧命发.  物理化学学报. 2015(05)
[2]后喷时刻对柴油机燃烧影响的可视化研究[J]. 靳森嘉,刘福水,何旭,曾威霖,田国弘,李向荣.  工程热物理学报. 2014(10)
[3]激光能量密度对激光诱导炽光技术测试碳烟粒径的影响[J]. 高永利,何旭,李红梅,刘凤山,李向荣,刘福水.  红外与激光工程. 2014(08)
[4]从火焰图像求取温度场的双色法测量系统[J]. 成晓北,郗涛,曾志斌.  汽车安全与节能学报. 2014(01)
[5]可视化研究生物柴油缸内燃烧温度和碳烟特性[J]. 曾威霖,刘福水,何旭,刘海,靳森嘉,田国弘,李向荣.  内燃机学报. 2013(04)
[6]激光诱导炽光技术用于碳烟粒径测试的研究[J]. 李红梅,何旭,郑亮,刘凤山,王建昕,刘福水.  工程热物理学报. 2013(07)
[7]基于激光诱导炽光法的柴油喷雾燃烧碳烟生成特性[J]. 陈亮,成晓北,颜方沁,郑亮,王志.  内燃机学报. 2012(05)
[8]用双色法研究进气道喷射乙醇柴油引燃时的燃烧过程[J]. 田辛,何邦全,王建昕,王丽雯.  内燃机学报. 2004(01)
[9]纹影法及其应用[J]. 林杏全,陈武秀.  华中师院学报(自然科学版). 1980(01)



本文编号：3583232