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。

棕榈酸异戊酯的制备及酯化反应复合影响因素的数学模型

生物质燃油因其可再生且环保等特性获得广泛应用,但相较于传统柴油来说,其运动黏度、表面张力等物性参数较大,使得整体雾化质量较差,影响燃烧性能。所以普遍的方法是使生物质燃油与酯类发生酯化反应,将其转化为相应的生物柴油,达到优化雾化质量的目的,其中参数酯化反应转化率对于评价实验过程经济性和可靠性至关重要。对生物柴油酯化反应的转化率进行了研究,以棕榈酸和异戊醇为反应物,离子液体为催化剂进行酯化反应。采用拟合系数定常回归法研究反应时间、反应温度、催化剂用量和醇酸摩尔比4个因素对制备棕榈酸异戊酯酯化反应复合作用的数学模型,得到了棕榈酸异戊酯反应转化率与4个影响因素的函数关系。运用此数学模型计算所得酯化转化率95.02%,与在实验反应时间、反应温度、醇酸摩尔比、催化剂用量分别为60 min、90℃、10∶1、6%时与95.35%的换算率相比,相对误差仅为0.35%,这表明数学模型的可靠性和准确性很高,可应用于实际对类似酯化反应进行预测。

棕榈酸叔丁酯的催化制备动力学分析及低温流动性分析

为研究生物柴油低温流动性,以4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,棕榈酸与叔丁醇为原料反应合成棕榈酸叔丁酯。单因素试验分析表明,反应温度为82℃,反应时间为60min,催化剂用量为10%,醇酸摩尔比为7.5∶1时转化率达到最高,最高转化率为93.10%;正交试验表明,对转化率的主要影响顺序为:反应温度、醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间。反应的最佳条件为:温度87℃,反应时间为60min,催化剂用量为10%,醇酸摩尔比为10∶1,在此最佳条件下进行验证试验,得到转化率为95.68%;最后,对棕榈酸叔丁酯低温流动性进行了测定及分析。