黄连木籽生物燃料发动机颗粒生成机理研究

发布时间：2020-06-23 01:02

【摘要】：柴油机的燃油经济性好，但其燃烧所形成较高的颗粒排放一直是限制柴油机发展的关键和难点问题。深入研究柴油机的清洁替代燃料（如生物质燃料）和颗粒的生成机理，有助于从根本上净化柴油机的尾气污染，降低颗粒排放，实现柴油机燃烧的低污染化。 本文采用热重和高分辨率透射电镜两种分析方法，研究了YTR3105农用柴油机和GW4D20车用柴油机，在不同工况、喷油定时和EGR率下对燃用不同比例的黄连木籽生物柴油时产生排气颗粒中的可挥发性有机成分、颗粒形貌和颗粒中原始粒子的微观结构进行了研究，取得了一定的进展，得到的主要结论如下： 1.对于YTR3105柴油机，B0、B10和B20三种燃料燃烧产生的颗粒中，蒸发温度在150~180℃范围内的可挥发性有机成分最多。挥发性有机成分随混合燃料中黄连木籽生物柴油掺混比例的增加而增加，元素碳所占的比例随之减少。 2. YTR3105农用柴油机和GW4D20车用柴油机的排放颗粒物具有相似的微观结构。从微观形貌看，soot颗粒都是由数十、数百个球形原始粒子堆积而成，具有分形结构特性。从原始粒子微观结构看，组成颗粒的原始粒子具有外壳和内核两部分。外壳呈现出多层石墨微晶结构，内核为无序非晶态结构，具有较弱的热稳定性。 3.对YTR3105柴油机，喷油定时和工况对原始粒子的粒径影响不大；B20燃料产生颗粒中原始粒子的平均粒径要大于柴油。对于GW4D20柴油机，黄连木籽生物柴油的掺混比例在一定范围内，对颗粒中的原始粒子粒径影响很小。总体而言，两台发动机相比，GW4D20柴油机产生的颗粒中，原始粒子的粒径要小于YTR3105柴油机。 4.对GW4D20柴油机来说，排放颗粒物的分形维数随着黄连木籽生物柴油掺混比例增加而增加；原始粒子的层面间距随负荷的增加而增大，随黄连木籽生物柴油掺混比例的增加而减小。在测试工况下，随着EGR阀开度的减小，B50燃料原始粒子的粒径增大了3.35nm，层间距略有上升；B100燃料原始粒子的粒径略有减小，层间距减小了0.029nm。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK6
【图文】：

图 1-1 不同直径的颗粒在呼吸系统中的沉积ifferent diameter particles in the respiratory system o黑对人体的危害是明显的，它直接作用于肺的情况下与其他因素一起诱发肺癌，且颗粒物柴油的简介科落叶乔木。因其木材色黄而味苦，故名黄籽、黄连茶，又因果仁为鸡冠称为鸡冠果。广泛的树种之一。中国黄连木的天然分布区候带，气候条件变化多样，在我国的大部

不利于在内燃机上直接使用。可以通过相关的化学处理降低植度、粘度改善其挥发性，制成生物柴油。最普遍制取生物柴油的方法是酯交换反应法，将油脂中占主要成分的甘低碳醇（甲醇、乙醇等）进行酯交换反应，使甘油三酯转变为单酯，副油。其反应原理如图 1-2 所示。

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本文编号：2726535