柴油机燃用微乳化生物柴油的性能和排放研究

微乳化生物柴油是由生物柴油、水以及表面活性剂组成的具有热力学稳定性的混合物。它能够结合生物柴油和掺水燃烧的优点,而且又稳定长期不分层。作者选用复配的表面活性剂配置了三种不同含水量的微乳化生物柴油,讨论了温度对其稳定性的影响,并且在单缸四冲程直喷柴油机上对比试验了微乳化生物柴油、0#柴油和生物柴油的排放。结果表明一定含水量的微乳化生物柴油能正常燃烧,相对于柴油和生物柴油能够明显地降低碳烟和NOx的排放,而且水含量比较低的微乳化生物柴油的油耗变化很小。

增压中冷柴油机燃用微乳化生物柴油放热规律研究

为了对比分析柴油机燃用微乳化生物柴油和生物柴油的燃烧特性,对微乳化生物柴油和生物柴油的放热规律展开研究。利用发动机试验台架和燃烧分析仪,测录了燃烧压力随曲轴转角的变化关系,计算了柴油机燃用微乳化生物柴油和生物柴油时的燃烧放热规律,并研究喷油提前角和含水率对微乳化生物柴油放热规律的影响。研究结果表明:与生物柴油相比,中低负荷时微乳化生物柴油的压力曲线、压力升高率曲线、放热率曲线均向后移,燃烧始点滞后,但是在高负荷时,上述参数差异明显缩小;由于水分强化燃烧,微乳化生物柴油燃烧持续期比生物柴油短,燃烧更加完全;供油时刻提前,气缸压力的峰值、最大压力升高率、放热率峰值均增大;微乳化生物柴油的含水率增加,滞燃期延长,燃烧持续期缩短,压力升高率增加。

柴油机燃用微乳化生物柴油的示功图对比分析

利用DEWE—2010 DAQ数据采集系统测试了某柴油机燃用微乳化生物柴油的示功图,对实测示功图进行光顺处理后,分析了柴油机燃用微乳化生物柴油的压力、压力升高率和放热规律。试验结果表明,柴油机燃用微乳化生物柴油后,最高燃烧压力提高、放热始点推迟、着火延迟期增加。

不同配比的乳化生物质油/柴油空蚀行为的研究

文章利用磁致伸缩空蚀试验机研究了GCr15在不同配比的乳化生物质油/柴油中的空蚀行为,利用光学显微镜及扫描电镜观察了试样表面形貌,并用失重法评价了不同空化介质对材料空蚀程度的影响。结果表明,空蚀6h后,GCr15在20%的乳化生物质油/柴油中的空蚀失重达到最大,空蚀损伤最严重,整个试样的表面呈现微小的蚀坑,呈蜂窝状,此外,表面出现了一些较大的空蚀坑,其周围出现明显的裂纹。

生物乳化柴油对船用柴油机性能和排放影响的试验研究

在以餐厨废油为原料制成的生物柴油中掺混乳化剂、水、丁醇和柴油制成生物乳化柴油。在ISO 8178标准所规定的恒定转速试验(D2)模式下,分别对柴油机燃用3种不同配方的生物乳化柴油、柴油和生物柴油进行台架试验,测定其燃烧特性、动力性、经济性和排放特性。试验结果表明:满负荷时,采用生物乳化柴油时放热率略高于柴油,但缸内压力与柴油区别不大;采用生物乳化柴油时动力性比柴油略低,采用E10经济性与柴油区别不大;随着水和丁醇质量分数的增加,NO_x和碳烟排放降低更显著;不同成分适量配比的生物乳化柴油能够有效降低NO_x和碳烟排放,同时保证柴油机的动力性和经济性。

推进特性试验下生物乳化柴油对柴油机性能的影响

在柴油机上进行柴油、三种生物乳化柴油(E10、E15和E20)和生物柴油的推进特性试验,就其燃烧特性、动力性、经济性及常规排放特性进行对比。试验结果显示:高转速时,生物乳化柴油的缸内燃烧压力和放热率略低于柴油,缸内燃烧温度有所降低;动力性相比柴油略有下降,仅E10的燃油消耗率比柴油低,B100最高;烟度和NOx排放均有显著降低,且随水和丁醇掺混比例增加而降低; CO和HC排放与柴油基本无差别,整体增加不多。表明:生物乳化柴油作为替代燃料能保证柴油机运行的稳定性,可同时降低柴油机的烟度和NOx排放,具有良好的环境效益和经济效益。

新型生物乳化柴油在柴油机上的ESC试验研究

在高压共轨电控柴油机上分别燃用柴油(D)、甲酯(B100)和生物乳化柴油(EB10、EB15和EB20),进行ESC十三工况稳态测试循环试验,研究了生物乳化柴油中水和丁醇含量对发动机燃烧、动力性、经济性和排放的影响.结果表明:5种油品中EB10的放热率峰值最大;随着生物乳化柴油中丁醇和水掺混比例的增大,其滞燃期延长,燃烧持续期缩短;EB10的有效热效率高于柴油,燃油消耗率低于柴油,EB15和EB20与之相反.NOx、PM排放及烟度随水和丁醇掺混比例增大而降低,HC和CO排放都有上升趋势但很微小;EB10、EB15和EB20的HC排放略高于柴油,CO排放低于柴油.

生物乳化柴油在柴油机上的性能研究

对柴油、生物柴油和生物乳化柴油进行了发动机台架试验,研究了不同添加剂掺混比例对发动机燃烧特性、动力性、经济性和排放特性的影响。结果表明:100%负荷下,生物乳化柴油的放热率高于生物柴油,与柴油接近,而生物乳化柴油的气缸压力比柴油低。负荷特性下,生物乳化柴油的滞燃期较长;随着负荷的增大,各种燃油的滞燃期差异变小,燃烧温度和燃烧持续期均有明显降低。随着生物乳化柴油中水和丁醇的含量增加,柴油机所能达到的最大功率有所降低。增加生物柴油的B100掺混比例,会增加NOx排放,降低烟度、CO和HC排放;增加生物乳化柴油的水和丁醇掺混比例,可降低NOx排放和烟度,但CO和HC排放略有增加。EB10的放热率峰值最大,气缸压力曲线与经济性最接近柴油。

生物乳化柴油对柴油机性能的影响

在1 400 r/min负荷特性下研究生物乳化柴油对柴油机性能的影响,结果表明:满负荷时,生物乳化柴油的缸内燃烧压力和放热率略低于柴油,缸内燃烧温度有所降低;动力性方面,与柴油相比略微降低,E10和E15的经济性与柴油接近;当水和丁醇掺混比例增加时,颗粒物(particulate matter,PM)和氮氧化物(NOx)排放降低的越多。生物乳化柴油作为替代燃料能保证柴油机运行的稳定性,它可以同时降低柴油机的PM和NOx排放,具有良好的环境效益和经济效益。

新型乳化剂制备及其微乳柴油的研究

通过生物柴油或其原料油与二乙醇胺反应合成了能与油相溶,且具有较好的生物降解能力的环保型烷醇酰胺非离子乳化剂,并用该乳化剂对0#柴油和生物柴油的微乳化进行验证。结果表明生物柴油与二乙醇胺合成的乳化剂效果最佳,具有较好的微乳化性能,乳化油在微量添加剂的作用下可与市场上的0#柴油大量混溶。并研究了水和甲醇在乳化过程中的相互影响因素。乳化柴油配比为:柴油64%左右,乳化剂12%左右,添加剂3%左右,极性成分21%左右。

降低燃用生物柴油NO_X排放量的分析

在YL4102型柴油机上分别燃用生物柴油、石化柴油、生物柴油和石化柴油的混合物测定NOX的排放情况,并对降低NOX排放量的措施进行了研究。结果表明,适当推迟喷油提前角会降低NOX的排放,在满负荷范围时,当喷油提前角为10°CA左右时NOX排放降低30%左右。燃用乳化生物柴油可降低NOX的排放,随着乳化生物柴油中水的增加,NOX的排放迅速下降,当水的体积分数为30%时,NOX排放降低40%左右。

液液系统中荷电射流不稳定性

针对生物柴油液液静电雾化乳化过程,建立了色散方程并应用Matlab进行数值计算,分析了水射流速度、荷电电压、水与生物柴油各自的黏度、表面张力对生物柴油中水射流不稳定性的影响.研究结果表明,在水-生物柴油系统中,提高水射流的速度或荷电电压,均能使界面波最大增长率增大,对应的最优波数也随之增加.水的黏度阻碍水射流的破碎雾化,而生物柴油黏度对水射流的破碎雾化却起着促进作用.水-生物柴油的界面张力越小,对液液静电雾化乳化过程越有利.在水-生物柴油液液静电雾化乳化实际应用过程中,除提高水射流速度和荷电电压外,提高水的温度同时尽可能地降低生物柴油的温度,可以形成粒径细小均匀离散相液滴,获得优质的生物柴油乳化燃油.