乳化燃油的特性及其在内燃机中的应用研究

随着能源短缺、环境污染的日益严峻 ,研究开发新型代用燃料成为解决这一问题的主要途径之一 在内燃机中燃用掺水乳化燃油不但可以取得良好的节油效果 ,而且可以大幅度降低氮氧化物、固体颗粒物等有害物质的排放量 ,因此被视为一种降低油耗、改善排放的有效手段 但乳化油的稳定性差、在掺水量较大时难以保证柴油机的正常着火起动又是推广燃油乳化技术需要解决的问题 根据多年来国内外学者所作的研究 ,就乳化油的稳定性、节油机理、降低排放机理以及着火延迟等问题的研究现状进行综合评述 。

轻组份燃料对乳化油蒸发与着火影响的研究

本文研究了较组份添加剂对单滴乳化油着火规律的影响。实验采用挂滴法。实验中，测量了体积比为十二烷：正庚烷：水6：0：4，5：1：4，4：2：4，3：3：4的着火延迟时间。实验结果和数值计算表明，在乳化油中加入易挥发添加剂能有效缩短乳化油的着火延迟时间，着火延迟时间随着添加剂加入量的增加而缩短，当易挥发添加剂含量较大时，着火延迟随着添加剂加入量的增加，变化越来越缓慢。这一结果对解决在掺水量大的条件下保证柴油机中乳化燃料的正常点火与启动具有实用价值。

乳化燃料滴的蒸发与着火

本文研究了乳化燃料滴的着火现象，探讨了液相输运过程处于两种极限情况下（快速混合、凝固蒸发）着火延迟的变化规律。结果表明液相输运过程对乳化油的着火有决定作用。挂滴法的实验结果与凝固模型较接近，水分的加入使液滴表面温度、燃料浓度明显下降，从而使着火延迟时间变长。水分的加入对高沸点燃料着火的影响更为显著。

单颗粒燃料滴在高温氧化环境中着火规律的研究

本文在前人对单个油滴着火规律研究的基础上，通过分析着火过程中油滴周围气相温度场、浓度场的特点，提出了油滴着火的分区反应模型，得到了直观的着火条件解析表达式。在此基础上，预报的临界着火温度与环境氧浓度的关系，与实验结果符合得很好。另外，用这个着火条件结合油滴加热过程的分析计算，得到了着火延迟时间与各因素的关系，与实验结果对比，证明了这种分区近似法是一种预报、分析油滴着火过程的较简单、准确的方法。

微油点火技术应用及经济性分析

目前国内火力发电厂采用的普通油枪点火普遍存在油耗高、热效率低的缺点.使用气化微油点火具有燃烧器壁面温度低寿命长、锅炉热效率高、炉内结渣少、油耗低、环保等优点.杭州华电半山发电有限公司在2台135MW机组上进行气化微油点火技术的应用,取得了直接的经济效益和综合效益.

柴油乳化液喷雾闪急沸腾与微爆现象的激光阴影试验研究(英文)

在常压定容室内,应用ND:YAG激光阴影法、高分辨率CCD照相机和粒径分析软件,对不同含水量的柴油乳化液雾油滴的闪急沸腾与微爆现象以及油滴粒径分布进行了试验测量与变参数对比分析,探讨了在130℃温度条件下,乳化油含水量对乳化油喷雾液滴闪急沸腾和微爆的影响,揭示了微爆效应在喷雾雾化和液滴碎化中的作用机理。试验结果表明,包覆于油中的水相颗粒受热闪急沸腾所形成的高压蒸气团冲破无水边界层是导致油滴发生微爆和进一步破碎分裂的首要原因;微爆现象随乳化油含水量的增高而趋强;喷雾索特平均直径(SMD)的细化率随乳化油含水量和喷雾贯穿距的增加而增大,且乳化油含水量对喷雾SMD细化率的影响程度也随喷雾贯穿距的增加更加显著。

催化重整反应在乳化油着火过程中的研究

为研究乳化油的点火延迟,从实验和计算两方面研究了催化重整反应对乳化油着火过程的影响,对比了柴油和掺水量为20%(质量比)乳化油在有、无催化剂条件下的温升曲线。从实验和计算结果都可以看出,乳化油的温升曲线比柴油滞后,但在有催化剂的情况下能够减小与柴油之间的差异。通过本实验还证实了燃料的着火首先发生在涂有催化剂的表面,然后向空间传播,使着火变得容易。可见催化重整反应对乳化油的着火有着积极的作用。

乙醇基纳米流体燃料液滴着火燃烧研究

采用挂滴法研究了在高温条件下纳米铝粉质量分数及粒径对乙醇基纳米流体燃料液滴着火特性及燃烧过程的影响.研究结果表明,与乙醇燃料相比,添加50,nm铝粉质量分数为0.5%,和2.5%,的乙醇基纳米流体燃料液滴的着火延迟时间分别降低了0.315,s和0.525,s,着火温度分别降低了12.712,℃和42.214,℃.增大纳米铝粉粒径至100,nm,当添加的铝粉质量分数为2.5%,时,其液滴着火延迟时间比乙醇降低了0.42,s,两种粒径的纳米流体燃料着火温度相近.乙醇及乙醇基纳米流体燃料液滴燃烧火焰分为3个阶段:着火燃烧阶段、火焰熄灭阶段和二次燃烧阶段.随纳米铝粉含量增加,在二次燃烧阶段纳米流体燃料液滴火焰亮点增多,火焰燃烧剧烈,其中含50,nm铝粉的纳米流体燃料比含100,nm铝粉的纳米流体燃料燃烧剧烈.

含硼纳米流体燃料液滴燃烧特性研究

含硼纳米流体燃料能量密度高,发展潜力大,但着火延迟、燃烧行为等基础燃烧特性研究的匮乏限制了该燃料在发动机上的实际应用。本文搭建了基于多元扩散平焰燃烧器的“飞滴法”实验平台,研究含硼(质量分数0~10%)乙醇液滴的着火及燃烧特性。发现添加硼颗粒降低了乙醇液滴的着火延迟时间,在1400 K下降幅可达约30%;添加硼颗粒会导致液滴微爆,且随温度升高,液滴微爆发生的时间更早。建立了包含纳米颗粒辐射吸收机制的单液滴燃烧模型,量化纳米颗粒辐射吸热对液滴初期燃烧速率的增幅,结果表明该机制不是纳米颗粒促进液滴燃烧的唯一主导因素。