EGR技术对生物柴油混合燃料发动机性能的影响研究

为缓解柴油掺烧生物柴油导致的NO_(x)排放过高问题,将4190ZLC船用中速柴油机作为试验台架,通过AVL_FIRE软件建立燃烧室模型,并验证该模型准确性。设置生物柴油掺混比0~40%等4组变量,EGR率0~12.5%等4组变量,进行柴油机燃烧、性能和排放分析。结果表明,掺烧适量生物柴油能够降低柴油机缸内温度,降低Soot排放,但同时会导致NO_(x)排放明显升高;EGR的引入能够实现低温燃烧,显著降低NO_(x)排放,但EGR率过高会增加Soot排放。生物柴油掺混比B40、EGR率12.5%组合NO排放比原机降低47.7%,Soot排放质量分数比原机降低98.13%。本文结果将为柴油掺混生物柴油燃烧并结合EGR技术提供一定的研究方向。

柴油引燃甲烷/氢气混合燃料发动机实验与仿真研究

基于光学发动机研究了5%柴油燃料比下,氢气比对柴油引燃甲烷/氢气混合燃料发动机的燃烧过程的影响。燃烧过程的自然光度图像由高速摄像机记录。结合光学实验结果,模拟微量柴油点燃甲烷和氢气混合物的燃烧过程。研究不同氢气配比下燃烧过程中缸内温度、OH基团和燃烧组分的变化过程。研究结果表明:氢气比的增加促进了燃烧,点火延迟时间和燃烧持续时间显著缩短,燃烧放热阶段提前;混合燃烧过程中首先在圆柱体边缘形成低温点,火焰在短时间内随着温度的升高而膨胀;在相同的氢气比下,随着进气压力的增加,点火延迟期减小;氢气比例的增加使得主要放热率波峰升高并变窄,逐渐从双峰放热变为单峰放热过程。

掺混含氧燃料对混合燃料喷射特性的影响研究

为探究添加含氧燃料对燃料喷射特性的影响,将体积分数均为50%的聚甲氧基二甲醚(PODE)和正丁醇掺混于柴油制得PODE-柴油混合燃料和正丁醇-柴油混合燃料,标记为P50和B50。在高压共轨试验台上使用基于冲量法的喷射特性测试系统,研究了柴油、PODE-柴油混合燃料、正丁醇-柴油混合燃料三种燃料在多种工况下的喷射特性差异。结果表明,掺混含氧燃料对喷油速率有较大的影响:P50的体积流量小于柴油,而质量流量则相反;B50和柴油的喷油速率在低压下差异很小,但当压力升高至130 MPa时,二者的喷油速率差异明显;相同脉宽及喷射压力时与柴油相比,循环喷油量以体积计,B50大于柴油且差距随压力上升而增大,而P50则低于柴油且差距随压力上升而缩小;循环喷油量以质量计,P50和B50均高于柴油且差异率随压力上升而增大,但B50和柴油差异率的上升幅度比P50小;以喷射能量计,除小脉宽工况外,B50和P50的喷射能量均小于柴油,喷射能量由大到小排序为柴油、B50、P50。

高温环境因素对固-液混合燃料物理稳定性的影响

固-液混合燃料的物理稳定性对于燃料的质量和安全性均有重要的意义。高温环境引发的易挥发液体组分的气化将对燃料的物理稳定性产生极为复杂的影响。通过自主设计的实验装置模拟、加速燃料物理稳定性改变,并分别从液体燃料析出及密度分布变化趋势,分析高温环境因素的作用。结果表明:自然堆垛状态下燃料的顶部受饱和蒸汽压的改变影响较大,而中部、底部则由于燃料的紧密堆积,形成各自独立的气液平衡。同时,液体燃料于高温环境中对固体的润湿效果随之增强,更有利于液体组分完成对固体颗粒的吸附。在303~333 K的温度条件下,固液体积比为1.25∶1,硝基甲烷占液体组分40%的固-液混合燃料保持最佳的物理稳定性。

生物柴油-乙醇和生物柴油-甲醇混合燃料排放特性

为实现双碳目标,国家加大了汽车尾气治理力度,在此环境下生物质燃料开始和柴油进行混合,成为降低柴油发动机尾气污染排放的主要举措。文章将通过对生物柴油基本情况的介绍,对生物柴油-乙醇以及生物柴油-甲醇基本情况展开分析,进而通过实验,对生物柴油-甲醇和生物柴油-乙醇混合燃料排放特性展开深层次探讨。旨在明确混合燃料排放特性,为混合燃料生产以及后续使用等提供支持。

一台燃多混合燃料电站锅炉的能效测试分析

针对一台燃多混合燃料电站锅炉进行了能效测试分析。通过对燃料成分分析、低位发热量计算、进入炉膛内的热量分析以及锅炉各项热损失的详细计算,得出了该锅炉的热效率为75.2%。分析结果表明,排烟热损失和灰渣物理热损失占比较大,其中碱液处理导致的灰渣物理热损失较为显著。与锅炉设计值相比,本次测试结果准确可靠。

兰炭与秸秆混合燃料燃烧污染物排放和灰熔融性试验

兰炭具有热值高、灰分低、硫分低等优点,但挥发分含量低、着火温度高;秸秆热值低、挥发分含量高,着火温度低;二者着火特性具有互补性。为考察兰炭与生物质混合燃料燃烧的硫氧化物、氮氧化物排放和灰熔融性能,利用固定床试验系统研究了3种兰炭、麦秆和玉米秆单独及混合燃料污染物排放特性及掺混比例和燃烧温度对污染物析出的影响,并通过灰熔融测定仪分析灰样熔融性能。结果表明:混合燃料的硫氧化物、氮氧化物析出与掺混条件相关,原料组成和燃烧过程影响污染物析出特性。在燃料中掺混20%~30%玉米秆时,混合燃料固硫效果较好,氮析出率在0.04%左右。提高燃烧温度明显促进硫析出,而低于1 000℃时,府谷兰炭和玉米秆的掺混样具备良好的自固硫特性,氮析出率低于0.02%。另外,混合燃料的灰熔融温度介于两原样间,与混合比例存在一定相关性,兰炭的抗结渣特性明显优于玉米秆,掺混有助于改善秸秆的结渣特性。本研究为兰炭和生物质的清洁利用提供理论参考。

正丁醇/生物柴油混合燃料的中低温着火特性

通过一台新开发的超高压快速压缩机,进行了不同比例的正丁醇/生物柴油混合燃料在当量比为0.3~1.0、压力为1~6MPa以及温度为700~975 K条件下的自着火特性研究.结果表明:混合燃料的着火延迟时间随着温度、压力和当量比的升高而减小.此外,混合燃料的着火延迟时间随着正丁醇比例的增加而增大,但随着温度的升高,着火延迟时间对正丁醇的比例不敏感.采用已有的详细动力学模型进行了模拟研究并与试验结果进行了对比.通过对正丁醇/生物柴油自着火特性的化学动力学分析,研究了自着火过程中正丁醇和生物柴油之间的化学相互作用.结果表明:正丁醇的加入极大程度抢夺了生物柴油低温反应产生的自由基,削弱了生物柴油的低温反应路径.

低压环境下固液混合燃料爆炸特性研究

为研究高原低压环境下固液混合燃料的燃爆特性及反应机制,利用20 L爆炸球测试系统,以铝粉-乙醚和铝粉-乙醚-硝基甲烷2种固液混合燃料为研究对象,开展环境初始压力对爆炸峰值压力、爆炸质量浓度下限及爆炸产物的影响趋势研究。研究表明:2种固液混合燃料的最佳爆炸质量浓度、爆炸压力和爆炸危险性随环境压力的降低而降低;与零海拔相比,在模拟海拔4500 m处(57.4 kPa),450 g/m^(3)固液混合燃料的爆炸压力降低了26.84%~30.80%,爆炸质量浓度下限提高了5~10 g/m^(3);随着环境压力降低,爆炸气体产物一氧化碳(CO)体积分数增加,二氧化碳(CO_(2))、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO_(2))体积分数降低;爆炸固体残余物主要为α-氧化铝(α-Al_(2)O_(3))和铝(Al)。

柴油机燃用菜籽油-柴油混合燃料的试验研究

文章在一台双缸直喷柴油机上开展了燃用菜籽油-柴油混合燃料时的发动机性能、燃烧和排放特性研究,并与燃用柴油时相比较。研究结果表明:当菜籽油的掺混比(体积分数)不大于20%时,混合燃料的运动粘度和密度接近于柴油;在低负荷工况下,燃用混合燃料时的燃烧开始时间与柴油几乎相同,但缸内压力峰值和放热率相对较高;在高负荷工况下,燃用混合燃料时的燃烧开始时间略早于柴油,特别是VD50;在低负荷工况下,燃用VD50时的燃油消耗率最高,有效热效率最低;随着发动机负荷的逐渐增加,燃用混合燃料与柴油时的燃油油耗率差异逐渐减小,有效热效率也不断提高;在低负荷工况下,燃用混合燃料时的碳烟排放量较高,高负荷时则与之相反;在低负荷工况下,燃用混合燃料时的NOx排放量略低于柴油,高负荷时则几乎相同;在整个负荷范围内,燃用混合燃料时的CO和HC排放量均较高。

掺混乙醇对菜籽油/柴油混合燃料燃烧及排放特性的影响

为改善发动机燃用高比例生物质混合燃料的性能,在中等比例的菜籽油/柴油混合物(VD50)中分别添加10%、20%和30%体积比的乙醇,在助溶剂的作用下制备了菜籽油/柴油/乙醇混合燃料(VD50E10、VD50E20和VD50E30),并对其主要性能进行测试。在1 800 r/min不同负荷条件下,研究乙醇掺混比对中等比例菜籽油/柴油混合燃料燃烧和排放特性的影响,并将其与柴油进行对比。结果表明,在低负荷时,随着乙醇掺混比的增加,混合燃料的燃烧开始时间延迟,缸内峰值压力和瞬时放热率峰值逐渐减小,其中VD50E30最小;在高负荷时,混合燃料的瞬时放热率峰值增加,VD50E30的缸内峰值压力略高于其他试验燃料,柴油的缸内峰值压力最小。随着乙醇体积分数的增加,混合燃料CO和HC的排放量增加,而碳烟和NOx的排放量减小。在某些负荷工况下,VD50E30的碳烟排放量甚至低于柴油。

柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的性能与排放研究

开展了柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明,随着燃料中二甲氧基甲烷掺混比例的增加,有效燃油消耗率有所增加,但折算成当量柴油的有效燃油消耗率降低,有效热效率增加。在同一工况下,发动机排气碳烟随二甲氧基甲烷的加入而降低,NOx则无明显的上升;CO排放也随着二甲氧基甲烷的增加而降低。

柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的燃烧特性研究

开展了柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的燃烧特性研究,为含氧燃料的使用和研究提供理论与试验依据。研究结果表明,在相同平均有效压力(pBMEP)和转速下,随着燃料中二甲氧基甲烷掺混比例(含氧量)的增加,放热率峰值增加,放热率曲线型心向上止点偏移,预混燃烧比例增加而扩散燃烧比例减小,燃烧过程等容度提高,发动机当量柴油的有效燃油消耗率降低,缸内气体最高平均温度无明显升高。柴油中添加DMM对主燃烧时间影响不大,但总燃烧时间变短。

生物柴油混合燃料

事件:ASTM D6751:2023a《中间馏出燃料用生物柴油混合燃料(B100)的规格》发布内容:清洁的运输燃料能够帮助减少温室气体排放与全球对化石燃料的依赖。这意味着需要为生物柴油制定一个有力的规范。美国试验与材料协会(ASTM)制定了燃料规范——《中间馏出燃料用生物柴油混合燃料(B100)的规格》(ASTM D6751:2023a),以规范全球范围内生物柴油的采用。该标准已被美国环境保护署采纳为生物柴油州标准,并将其纳入与可再生燃料标准相关的治理中。

汽油-DMF混合燃料的燃烧性能与排放特性试验

为减少对石油的依赖和环境的污染,使丰富的可再生生物质燃料能够在内燃机中使用;在不改变汽油机点火提前角特性和供油系的前提下用单缸四冲程汽油机对汽油-二甲基呋喃(DMF)以及汽油-乙醇混合燃料进行试验研究.研究表明:汽油-DMF混合燃料的指示热效率与燃烧效率稍低于汽油-乙醇,与纯汽油接近,但缸内燃烧压力与燃烧速率比汽油-乙醇高;而且汽油-DMF的油耗率要优于汽油-乙醇,并且DMF掺混质量分数为10%时油耗率在混合燃料中最低;汽油-DMF的常规排放物总体上低于纯汽油.

汽油-DMF和汽油-醇混合燃料的发动机试验

为减少对石油的依赖和环境的污染,在不改变汽油机点火提前角特性和供油系的前提下能够在内燃机中使用生物质燃料;用单缸四冲程汽油机对汽油-二甲基呋喃(DMF)以及汽油-醇混合燃料进行了试验研究。研究表明:汽油-DMF的动力性优于汽油-醇。当汽油-醇中甲醇掺混质量分数为10%时输出扭矩最高,但比在DMF掺混质量分数为10%时下降了5.2%;同样,汽油-醇中甲醇掺混质量分数为10%时输出功率最高,比DMF质量分数为10%下降了11.3%;汽油-DMF的油耗率要优于汽油-醇,其中DMF掺混质量分数为10%时在各种转速下油耗率皆最低,而比能耗则稍高于汽油-醇;汽油-DMF的常规排放物总体上低于汽油-醇。

乙醇-柴油混合燃料的燃烧与排放特性

研究了柴油机燃用不同掺混比的乙醇 -柴油混合燃料对排气烟度以及 NOx 气体排放成分的影响 ,分析了尾气排放中甲醛、乙醛以及未燃乙醇的含量。研究结果表明 ,加入一定比例的乙醇可改善缸内燃烧过程 ,大幅度降低排气烟度 ,提高燃油经济性。随着乙醇掺混比的提高 ,尾气中 NOx 含量。

生物柴油与轻柴油混合燃料的理化特性

用0#柴油与大豆毛油制成的生物柴油配成10种不同掺混比的混合燃料,测定了混合燃料的兼容性、密度、闪点、馏程、运动粘度、酸值、凝点和冷滤点等指标。结果表明:生物柴油与0#柴油具有良好的兼容性,其混合燃料的密度、闪点、蒸馏温度、运动粘度和酸值随生物柴油掺混比的增大而增大,生物柴油的凝点和冷滤点偏高;掺混比小于或等于20%的混合燃料基本符合国家轻柴油标准;而使用较高掺混比的混合燃料时,必须对馏程、酸值和冷滤点等指标进行改进。

不同配比乙醇柴油混合燃料的经济性和排放性

为了研究乙醇柴油混合燃料的经济性和排放性,该文在双缸直喷式柴油机和在用的柴油轿车上分别进行了发动机台架试验和整车底盘测功机试验。结果表明,在不调整柴油机条件下,使用乙醇柴油混合燃料能够在一定程度上改善发动机燃油经济性和降低排气烟度和NOX排放,但HC排放增加。适当减小供油提前角有利于改善乙醇柴油混合燃料发动机经济性和排放特性。对于试验车辆,燃用E10有利于降低汽车在中、高速时的等速工况燃料消耗量和常温下冷起动后PM、NOX排放量。该研究结果对于改善乙醇柴油混合燃料的燃油经济性和排放性具有实用价值。