没食子酸酯类抗氧化剂对生物柴油氧化稳定性能的比较分析

以没食子酸及醇类物质为原料制备了7种不同酯基结构的没食子酸酯类抗氧化剂并进行了红外光谱表征,同时研究了7种抗氧化剂对22种生物柴油的抗氧化效果。研究结果表明:22种生物柴油的氧化稳定性能差别较大,7种不同酯基结构的没食子酸酯类抗氧化剂对22种生物柴油的抗氧化效果提升明显,其中酯基不同,对生物柴油的抗氧化效果差别较大,如添加没食子酸甲酯(a)后,小桐子生物柴油的诱导期从0.96 h提高到9.79 h,而添加没食子酸异丁酯(f),诱导期则从0.96 h提高到5.92 h,两者相差3.87 h。a对生物柴油的抗氧化效果最好,在添加a后,22种生物柴油的诱导期均要大于其余6种没食子酸酯类抗氧化剂添加后的诱导期。同一种没食子酸酯类抗氧化剂对不同生物柴油的抗氧化效果有所不同,差别也较大,如a对香薷籽油生物柴油的抗氧化效果最好,使其诱导期时间从0.79 h提高到9.07 h,抗氧化效果提高了10.48倍;对棕榈油生物柴油的抗氧化效果最差,但也使其诱导期时间从7.82 h提高到55.68 h,其抗氧化效果也提高了6.12倍。支链酯基的没食子酸酯类抗氧化剂与直链酯基的没食子酸酯类抗氧化剂对生物柴油的抗氧化效果相差不大。

生物柴油雾化特性仿真模拟及实验研究

为了研究风量对地沟油生物柴油在旋流喷嘴中雾化特性的影响规律,本文采用Fluent数值模拟与实验相结合的方法,在供给不同一二次风量的条件下,对地沟油生物柴油进行雾化过程分析。结果表明,在等温等压条件下,控制进入燃油燃烧器的总气量为定值429L/min时,不同一二次风量对油束雾滴的索特平均直径(D_(32))、雾滴速度、雾化锥角和雾化贯穿距有较大的影响。随着一次风量的增大,雾滴的破碎时间变短,D_(32)逐渐减小,速度逐渐增大;雾化贯穿距和雾化锥角呈现先增大后减小的趋势,一次风量50L/min时达到最大值;且湍动能与一次风量大小成正比关系。风量对D_(32)影响存在一定限度,当一次风量达到30L/min时,D_(32)基本趋于稳定。对不同粒径的雾化液滴数量统计分析,得到了生物柴油的不同粒径数量密度分布及拟合经验公式,颗粒直径主要集中在25~75μm之间。

小桐子油及其生物柴油在旋流喷嘴中雾化特性数值模拟

为了掌握入射压力对生物质燃油在旋流喷嘴中雾化特性的影响规律,在不同入射压力条件下,采用Fluent数值模拟的方法对小桐子油和小桐子生物柴油进行雾化过程模拟仿真研究。结果表明:使用的旋流雾化喷嘴比普通喷嘴对索特平均直径(D32)有更好的优化效果,内螺旋结构增强了雾化的湍流强度,使得气液两相混合及对雾化液滴的破碎效果更好;在等温条件下,不同入射压力对D32、雾化总表面积、雾化速度、雾化贯穿距影响较大。入射压力越大,D32越小;入射压力越大,雾化总表面积、雾化速度、雾化贯穿距越大。入射压力对D32的影响存在临界值,即小桐子油雾化入射压力达到0.8 MPa、小桐子生物柴油雾化入射压力达到0.7 MPa后,D32趋于稳定,不会随入射压力的增大继续减小;通过曲线拟合及雾滴粒径数量密度分析,得到了不同入射压力距离喷嘴不同位置处轴向D32变化的拟合方程及雾化液滴不同粒径数量密度分布情况。

地沟油生物柴油在旋流喷嘴中的雾化实验及模拟

对地沟油生物柴油在旋流雾化喷嘴中的内部流场及外部流场进行数值模拟,考察了喷嘴孔径、旋流芯螺距、螺柱槽道横截面积和槽道形状等结构参数对出口雾化速度及索特平均直径的影响,通过实验对模型进行了验证。结果表明,0.7 mm孔径的喷嘴的韦伯数最大,索特平均直径与雾化锥角最优。螺距4mm的喷嘴雾化特性最优,旋流芯螺距越小,流体在喷嘴内旋流次数越多,阻力损失越大,流体在切向分量上速度越大。梯形槽道的雾化效果最好,相同横截面积下槽道的水力直径越大,雾化效果越好;截面积1 mm^2槽道的喷嘴最优,槽道横截面积越小,流体在槽道中的湍流程度越大,流体内部剪切应力越大,液体表面不稳定波急剧增大。