生物柴油甲酯简化低温燃烧反应机理的构建

通过耦合反应路径分析、路径通量分析(PFA)、同分异构体整合和敏感性分析(SA)共4种简化方法,对一个以生物柴油真实组分中5种典型长链甲基酯为燃油组分的详细反应机理(5027个组分和19988个反应)进行简化,构建了一个包含183个组分和748个反应的简化机理.通过与原始机理进行着火延迟、瞬时温度、基于完全搅拌反应器(PSR)燃烧状态的比较以及与基于激波管的着火延迟试验数据、射流搅拌反应器(JSR)中重要组分摩尔分数试验数据的比较,对简化机理进行了全面验证.结果表明:笔者采取的综合性简化方法能够完整保留原始机理的关键反应特性,得到的简化机理能够较好地预测生物柴油的燃烧特性和排放特性.

低温燃烧合成钛酸钡及其陶瓷介电性能研究

低温燃烧合成钛酸钡粉体的工艺是一种能够直接在低温合成四方相纳米钛酸钡粉的方法。在硝酸盐和柠檬酸体系中 ,以推进剂化学为理论依据 ,实验得出各反应物间的最佳摩尔配比 ,考察了前驱体溶液pH值等对反应过程和最终产物的影响。应用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等对粉体的结构、形貌进行了分析。结果表明 :在约 2 5 0℃点火燃烧合成生成晶粒度在 5 0nm以下无杂质相的四方相钛酸钡粉。同时对纯钛酸钡陶瓷的介电性质进行了研究 ,结果得到高介电常数的BaTiO3陶瓷 ,其Curie温度为 12 9.32℃ ,峰值为 10 870。

正丁醇燃料特性对柴油机低温燃烧影响的机理

在一台单缸柴油机上,将20%体积分数的正庚烷、异辛烷和正丁醇分别与柴油进行掺混燃烧,研究了正丁醇沸点、燃料组分、十六烷值和含氧特性等理化特性对柴油机低温燃烧(LTC)的影响机理.结果表明,十六烷值是影响LTC燃烧特性的主导参数,柴油+正庚烷和柴油+异辛烷的燃烧特性分别与纯柴油和柴油+正丁醇接近.碳烟排放上,柴油+正庚烷与纯柴油差别很小,表明在20%掺混条件下,物理特性和燃料组分对LTC碳烟排放影响较小;柴油+异辛烷的碳烟排放较纯柴油降低明显,表明十六烷值是影响LTC碳烟排放的重要因素;柴油+正丁醇的碳烟排放比柴油+异辛烷有较大降低,表明正丁醇含氧特性对改善LTC碳烟排放具有重要作用.燃料理化特性对NOx、CO和HC等气体污染物排放影响较小.

电场作用下Fe含量对Fe-Ti-C体系低温燃烧合成的影响

采用Gleeble-1500D热模拟机,对电场作用下Fe含量对Fe-Ti-C体系低温燃烧合成过程和产物显微结构特征的影响进行了研究。结果表明:在电场和大热流密度作用下,体系的点火温度可以大幅降低;Fe含量越高,其对体系低温燃烧合成过程的影响越大。随Fe含量增加,体系点火温度升高,点火延迟时间缩短,所达到的最高温度也升高;与高温燃烧合成类似,低温燃烧合成的产物由TiC,Fe,少量Fe_2Ti组成;当Fe含量为45％时(质量百分数,下同),产物中的TiC量最多,且颗粒细小。

柴油机高密度-低温燃烧的数值模拟

从柴油机燃烧过程控制的思想出发,解释了高密度-低温燃烧概念的内涵.数值模拟结果表明,高充量密度在提高热容方面与EGR具有相同的作用.因此,低温燃烧使用较低的EGR率时就能实现很低的NOx和碳烟排放;另外,高充量密度促进了燃空混合率,特别是促进了燃烧后期的混合速率,极大地缩短了燃烧持续期,提高了指示热效率,高密度-低温燃烧的这一特征对柴油机高负荷和全负荷下实现高效、低排放运行具有突出的优势.研究结果还显示,充量密度对燃烧过程参数的影响是多重的,不同于传统柴油机燃烧.

汽油均质混合气柴油引燃低温燃烧的试验

在一台高压共轨柴油机上对汽油均质混合气柴油引燃(HCII)低温燃烧的燃烧特性、排放特性和热效率进行了研究.结果表明:随着进气道预混汽油比例增加,NO和碳烟排放同时显著降低,当汽油比例超过0.7并且用废气再循环方法实现低温燃烧时,NO排放低于15×10-6,碳烟排放几乎为0;随汽油比例增加,滞燃期增长,燃烧持续期缩短,最大压力升高率明显降低,指示热效率明显高于点燃式燃烧方式,达到甚至好于柴油压燃燃烧方式.随着着火相位推后,纯柴油的碳烟排放升高而NO排放降低,呈现trade-off关系.而汽油/柴油HCII模式的NO和Soot始终未出现trade-off关系.

进气成分对柴油机低温燃烧影响的试验和数值模拟

通过改变进气成分(向进气管喷入CO2、N2和EGR)对柴油机燃烧和排放影响的对比,从试验和模拟两方面研究了进气成分对柴油机低温燃烧性能和排放特性的影响.试验结果表明,进气中CO2比例较大时,碳烟大幅降低的主要原因是CO2的热效应和化学效应,而CO2和N2的稀释效应对降低NOx排放的效果相当,氧体积分数降低是NOx排放降低的主要原因.数值模拟结果表明:进气中加入N2,氧体积分数为13%,时缸内Φ-T分布仍不能完全避开碳烟或NOx生成区;进气中加入CO2,氧体积分数降至15%,时就同时避开了NOx和碳烟生成区域,且CO2比例较大时,滞燃期延长使缸内温度分布更加均匀;同时,进气成分对燃烧路径有较大的影响.

低温燃烧合成堇青石粉及其性能研究

以硝酸铝、硝酸镁和硅酸为原料,尿素为燃料,硝酸铵为燃烧助剂,低温燃烧合成了MgO-Al2O3-SiO2(MAS)玻璃粉。用DTA、XRD、TMA、SEM等研究了其析晶过程、烧结特性和介电性能。结果表明:该玻璃粉可在低于1000℃的温度下烧结;烧结过程中首先析出μ-堇青石,然后转变成α-堇青石;950和1000℃烧结的堇青石基微晶玻璃具有低的介电常数(4.00～4.96,1MHz)和介质损耗(约0.003,1MHz),高的烧结密度(>理论密度的98%),可用于电子封装领域。

稻草低温燃烧过程中床料聚团机理的实验研究

在小型燃煤鼓泡流化床上对稻秆低温燃烧的聚团现象进行了试验研究并对其机理进行了探讨。对所取床料样品的分析结果表明,床料中碱金属主要以钾并以KCl和K_2SO_4水溶性钾方式存在,且随着燃烧时间的增长碱金属在床料中呈增加趋势,同时床料聚团颗粒增多。对稻秆在650℃和700℃成灰的XRD检测也表明,稻秆在该温度范围内燃烧后灰的物相主要是KCl、K_2SO_4和SiO_2,而KCl和K_2SO_4的两相低温共熔温度约为684℃.说明KCl和K_2SO_4低温共溶对稻秆低温燃烧床料聚团具有重要作用。

低温燃烧合成La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(2.85)固体电解质粉末

低温燃烧合成工艺结合了溶液法和高温自蔓延合成超细粉末工艺的特点,可以在较低的温度下引发化学反应,并利用反应自身的放热效应维持反应的继续进行。在硝酸盐-柠檬酸体系中用该工艺直接合成了比表面积超过120 m2/g的La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85固体电解质超细粉末。研究了硝酸盐溶液起始浓度和pH值对产物性能的影响。

低温燃烧合成超细陶瓷微粉的最新研究

以硝酸盐 有机燃料混合物体系和硝酸盐 柠檬酸溶胶 凝胶体系为研究对象,综述了低温燃烧合成(LCS)陶瓷粉体的研究进展,介绍了低温燃烧合成陶瓷微粉的原理、方法以及影响因素,并对工艺要求和特点以及实际应用进行了较详尽的介绍。探讨了国内外研究现状、应用前景和发展趋势。

工艺参数对低温燃烧合成钛酸钡粉体的影响

低温燃烧合成(LCS)钛酸钡粉体的工艺是一种能够直接在低温合成四方相纳米钛酸钡粉的方法。在硝酸盐和柠檬酸体系中,以推进剂化学为理论依据,实验得出各反应物间的最佳摩尔配比,考察了前驱体溶液pH值等对反应过程和最终产物的影响。应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对粉体的结构、形貌进行了分析。结果在300℃点火生成晶粒度在100nm左右无杂质相的四方相钛酸钡粉。

低温燃烧合成陶瓷微粉

综合介绍了以硝酸盐－有机燃料混合物为原料，低温燃烧合成（ＬＣＳ）陶瓷细粉的研究进展．ＬＣＳ的特点是点火温度低（３００～５００℃），燃烧火焰温度较低（１０００～１６００℃），能够简便、快捷地得到氧化物或复合氧化物超细粉体．ＬＣＳ法合成出的氧化物和复合氧化物有：氧化铝（包括含催化剂触媒的Ａｌ２Ｏ３）、氧化锆（包括含稳定剂的氧化锆），莫来石和尖晶石、铝酸盐、稀土铜酸盐、铬酸盐和钙钛矿型化合物等．

生物柴油/DMF混合燃料对柴油机低温燃烧的影响

在生物柴油中分别掺入体积分数20%和50%,的2,5-二甲基呋喃(DMF)组成DMF20和DMF50混合燃料,在一台单缸柴油机上对柴油、生物柴油和生物柴油/DMF混合燃料开展低温燃烧试验研究.结果表明,生物柴油和柴油燃烧特性相近,生物柴油含氧特性在一定程度上可以改善低温燃烧的碳烟排放;增大生物柴油中DMF掺混比例,混合燃料十六烷值降低,滞燃期延长,燃烧速率加快,预混放热峰值升高,最大压力升高率增大,DMF50即使在高负荷下也呈现典型的预混单峰放热.在低负荷时,掺混燃料热效率并没有优势,随负荷增大,掺混燃料在热效率方面逐渐表现出优势,特别是DMF50在高负荷时优势明显,指示热效率提高到46.5%(此时柴油和生物柴油分别为43%和43.3%).掺混DMF对碳烟改善明显,在高负荷、低温燃烧、低氧浓度条件下DMF50仍可基本实现无碳烟排放,同时提高DMF掺混比例对改善高负荷低温燃烧的CO和HC排放作用显著.

进气压力对柴油机低温燃烧的影响

通过改变进气压力,研究了不同EGR率下的燃烧和排放特性.结果表明,除了温度和压力之外,过量空气系数对滞燃期也有较大的影响.随进气压力变大,Soot峰值升高,对应的EGR率也增大,在相同的Soot排放时,可以选择更大的EGR率以进一步降低NOx排放.虽然低温燃烧解决了NOx和Soot之间的Trade-Off,但产生了燃油经济性、CO和THC排放与Soot之间的Trade-Off.对整个EGR率进行了分区,通过中等EGR率和高EGR率性能和排放对比,从工程应用角度来看,对Soot-Bump之前的中等EGR率低温燃烧区域进行燃烧优化将是满足未来排放法规的重点.

燃料理化特性对柴油机低温燃烧过程及排放特性的影响

在一台单缸柴油机上,通过柴油掺混20%的正庚烷、正庚烷与异辛烷混合物以及异辛烷与40%正庚烷(体积分数),研究燃料组分、沸点和十六烷值等理化特性对柴油机传统燃烧和低温燃烧影响机理.结果表明,不同十六烷值燃料在高比例EGR下对滞燃期影响更显著;随掺混燃料十六烷值降低,碳烟排放降低;在20%掺混比下混合燃料沸点、黏度等物理特性和燃料组分等化学特性改变对燃烧和碳烟排放影响较小.与20%正庚烷掺混相比,低沸点、低黏度燃料在更高掺混比(40%)下对碳烟排放的降低作用变得明显.大比例EGR低温燃烧下,THC排放明显升高,其中甲烷占总碳氢比例达60%;NO2对整体NOx排放影响很小.在20%掺混比下,燃料理化特性的改变对THC、不同成分HC、CO和NOx排放影响很小;在40%正庚烷掺混比例下,芳香烃排放降低,NOx及NO2排放较柴油升高.

宽馏分燃料对柴油机低温燃烧影响的试验研究

通过将汽油和柴油掺混配制成不同比例的宽馏分燃料,在一台单缸柴油机上进行宽馏分燃料对柴油机低温燃烧影响的试验研究.结果表明,十六烷值是影响柴油机低温燃烧的主要因素,挥发性对燃烧特性影响相对较小;较高汽油比例的宽馏分燃料由于十六烷值降低更明显、滞燃期延长,可以较明显改善低温燃烧的碳烟排放.在汽油比例较高时,由于挥发性提高较明显,能够对碳烟排放起到一定的改善作用.在宽馏分燃料中随着汽油比例的增加,燃烧速度加快,指示热效率略有提高.宽馏分燃料对NOx、CO和THC排放的影响比较小,在高EGR率条件下可以实现超低NOx排放,但此时CO与THC排放问题有待解决,并且汽油比例较高的宽馏分燃料THC排放更高.

柴油机碳烟低温燃烧(氧化)过程及其动力学参数的研究

利用固定床反应器,对标致 雪铁龙汽车公司提供的两种碳烟,在水蒸汽存在的情况下进行了低 中温燃烧(氧化)反应。进而经过数值计算和数学模拟,得出了燃烧反应的动力学参数。对于形成CO的反应,指前因子k0介于(1 55×104～3 40×107)s-1之间,活化能E介于(127 86～188 23)kJ·mol-1之间;对于形成CO2的反应,k0介于(1 68×103～4 18×105)s-1之间,活化能E介于(89 38～181 46)kJ·mol-1之间。这一结果可能为碳烟治理提供可资借鉴的基础数据。

低温燃烧合成氧化钆掺杂氧化铈粉体

采用低温燃烧合成制备了Gd2O3掺杂CeO2(gadoliniadopedceria,GDC)纳米粉体。差热/热重分析结果表明,硝酸铈/柠檬酸凝胶的 点火温度约为230℃。探讨了有机还原剂、点火方式等对掺杂CeO2纳米粉体比表面积的影响。有机还原剂对粉体的比表面积有较大的影响, 当体系中同时添加柠檬酸、乙酸和乙二醇作为还原剂时,燃烧合成的CeO2粉体比表面积最大,为41.116m2/g。点火方式对粉体的比表面积影 响较小。在空气中于650℃焙烧2h后,掺杂CeO2粉体为立方萤石结构,晶胞常数为0.5430nm。

超细α-Αl_2O_3的低温燃烧合成及其烧结特性的研究

本文在以硝酸铝和尿素为原料用低温燃烧法合成超细α Al2 O3 的基础上 ,利用XRD、TEM等手段对微波引燃及添加糊精在 90 0℃通氧条件下燃烧合成超细α Al2 O3进行了研究 ,并对不同条件下获得的超细α Al2 O3的烧结特性进行了初步探讨。