柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性研究

华中农业大学硕士学位论文柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性研究姓名：陈浩申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：李小昱20080501柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性研究作者：陈浩学位授予单位：华中农业大学相似文献(10条)1.会议论文陈浩.李小昱.王为生物柴油在柴油机上的适用性研究进展2007生物柴油是一种清洁燃料,具有可再生性、无毒、可生物降解以及低排放等优点。当前针对生物柴油在柴油机上的应用以及对环境影响的研究主要集中在:生物柴油燃烧污染物对植物生命周期的影响预测；生物柴油降低排放污染物的机理研究；生物柴油的制取工艺等问题。近年来,国内外许多研究者积极地从各个方面对生物柴油进行大量的试验研究。生物柴油在柴油机上的适用性研究主要是对燃用生物柴油的柴油机性能与排放的研究,柴油机燃用生物柴油的性能和排放特性试验是当前研究生物柴油在柴油机上适用性的重要手段,对于研究生物柴油的适用性具有重要的实际意义。本文介绍了柴油机性能与排放的测量方法、柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性的研究现状、柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性研究的发展趋势等等内容。2.期刊论文高继东.宋崇林.高俊华.张铁臣.GAOJi-dong.SongChong-lin.GAOJun-hua.ZhangTie-chen直喷式轿车柴油机燃用生物柴油的排放特性-燃烧科学与技术2008,14(3)在直喷式柴油机和装有该型号柴油机的轿车上燃用柴油/生物柴油混合燃料,未对原机作任何调整,研究了不同生物柴油掺混比例的混合燃料对烟度、CO、THC、NOx和CO2排放的影响.结果表明,直喷式柴油机和轿车燃用生物柴油后,烟度大幅下降,THC排放明显减少;烟度和THC的变化均与生物柴油掺混比例呈线性关系.柴油机CO排放在小于20%负荷下,随着生物柴油的比例增高逐渐增加;在大于20%负荷时,CO排放随着混合燃料中生物柴油的比例增高而减少;在轿车上,只有低比例掺烧(10%)的CO排放有所下降.柴油机上的NOx排放在低比例掺烧(10%)时下降,而在较高比例掺烧(30%)时,NOx排放升高;在轿车上,NOx排放都有所升高.在柴油机上,燃用生物柴油混合燃料后,CO2排放的总体趋势在减少,但减少比例随生物柴油掺混比例的不同而不同;在整车上,只有低比例掺烧(10%)时CO2排放降低,而较高比例掺烧(30%)时CO2排放升高.3.会议论文陈浩.李小昱.王为柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性的研究进展2007柴油机燃用生物柴油的性能和排放特性试验是当前研究生物柴油适用性的重要手段。本文介绍了当前柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性试验主要的测量方法和近年来国内外对柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性的研究进展，分析了影响柴油机性能与排放特性的因素，以及这些因素对柴油机燃用生物柴油的功率、油耗和尾气排放量的影响。指出了寻找混合燃料的最佳混合比，瞬态工况的试验研究和生物柴油燃烧动力特性研究将是研究柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性的发展趋势。4.期刊论文崔宇峰.薛云.CuiYufeng.XueYun4102ZL型柴油机燃烧生物柴油的排放特性-小型内燃机与摩托车2009,38(6)生物柴油属可再生资源,可缓解石油资源紧缺的矛盾.本文选用4102ZL型柴油机测定生物柴油的排放性能,并与0~#柴油的排放进行了对比分析.试验表明,燃用B100大豆生物柴油的各项排放指标均有不同程度的改善.5.学位论文袁居安增压直喷柴油机燃用生物柴油调整特性研究2008生物柴油是一种代用燃料，它可以从植物油，餐饮废油或动物脂肪中制得。在生物柴油制造过程中，动植物油与低碳醇进行酯交换反应生成脂肪酸甲酯，即生物柴油，并伴生有副产物甘油。生物柴油与石化柴油具有相似的理化性质，可以应用于大多数柴油机上而不需要对发动机进行改动或只需进行少量的改动。由于生物柴油属于可再生性和环境友好性燃料，被认为是柴油的战略性替代燃料，受到国内外的广泛关注。为了掌握柴油机燃用生物柴油及其与石化柴油调合燃油的性能，优化燃用生物柴油的使用技术，本文在充分认识生物柴油制取及其理化性质的基础上，对生物柴油及其与石化柴油调合燃油的使用性能进行了实验研究，并通过调整发动机喷油正时，进一步改善发动机燃用生物柴油及其混合燃料时的动力性、经济性和排放特性。在生物柴油使用性能实验研究中，试验燃油为石化柴油、纯生物柴油及纯生物柴油以25％体积比与石化柴油调合成混合燃油，其中纯生物柴油为大豆脂肪酸甲酯。试验用发动机为索菲姆四缸增压直喷式柴油机，试验中对喷油正时进行调整，包括原机的喷油正时、喷油正时提前2℃A和4℃A以及推迟2℃A和4℃A。在试验过程中，全面测试柴油机在各喷油正时下分别以石化柴油、纯生物柴油、调合燃油为燃料时的动力性、燃料经济性和排放特性，并进行对比研究。试验结果表明，柴油机燃用纯生物柴油和调合燃油时，柴油机的动力性基本可以保持，燃油消耗率略有升高，但比能耗略有降低，NOx排放增多，但碳烟排放减少。随喷油正时提前，柴油机的经济性提高，NOx排放增多，碳烟排放减少，改变喷油正时使柴油机动力性普遍降低，只有在喷油正时提前2℃A下，燃用混合燃油时动力性会有提高。6.期刊论文李小昱.韩鹤友.王为.陈浩.张军.LiXiaoyu.HanHeyou.WangWei.ChenHao.ZhangJun柴油机应用不同配比生物柴油的经济性和排放特性-农业工程学报2009,25(5)生物柴油经济性能和排放特性的试验对研究生物柴油的适用性具有重要意义.该文采用柴油机台架试验,测量了4种不同配比的生物柴油混合燃料的经济性和排放特性.试验结果表明:在不作任何调整的情况下,生物柴油及与石化柴油的混合燃料可以直接应用于柴油机,随着生物柴油掺混比例的增加,柴油机的烟度、碳氢化合物HC和一氧化碳CO有较大幅度的下降,改善了柴油机的排放特性.采用生物柴油掺混比例为10%或20%时,可在柴油机经济性能改变较小情况下,改变柴油机的排放状态并减少污染物排放.7.会议论文孙平.陈镇.叶丽华.梅德清.石中光燃用微乳化生物柴油对柴油机性能的影响2007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。微乳化生物柴油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微乳化生物柴油、0＃柴油和生物柴油的排放进行了对比试验研究。实验结果表明一定含水量的微乳化生物柴油能够正常燃烧，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。8.期刊论文孔德芳.沈颖刚.彭益源.陈贵升.毕克刚.KONGDe-fang.SHENYing-gang.PENGYi-yuan.CHENGui-sheng.BIKe-gang生物柴油的理化特性对柴油机性能的影响研究-内燃机2009,(1)对比分析了生物柴油与矿物柴油的燃料特性、柴油机燃用生物柴油对柴油机各种性能的影响及燃用生物柴油的优劣.结果表明:作为代用燃料,生物柴油与柴油的理化特性相接近,并且具有发火性好,安全性高,对发动机腐蚀性小等优点,但其热值和蒸发性能不如矿物柴油.燃用生物柴油后柴油机动力性和经济性略有下降,HC,CO排放大幅下降,NOx排放略有增加,且对柴油机各性能的影响程度随生物柴油掺烧比例的增大而增加.9.学位论文张传龙地沟油制生物柴油及其柴油机燃烧模拟研究2006发动机代用燃料的开发与利用技术是目前车辆动力装置节能与环保的一个主要研究方向。论文研究目的为了缓解能源危机，减少环境污染，探索从低端地沟油生产生物柴油的新工艺方法，系统地研究了从地沟油制取生物柴油的理论和试验方法，柴油机燃用生物柴油的燃烧模拟和试验研究。主要进行了以下方面的研究工作。1.通过对地沟油成分与结构分析，系统地研究了从地沟油制备生物柴油的生产机理，对传统的酯交换方程进行了修正补充，建立了酸败油在酸催化条件下的实际化学反应方程式，使甘油三酸酯和脂肪酸分别在同一系统中与醇类发生酯交换和酯化反应。通过正交试验，得到了地沟油在不同油醇摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度下得到不同产率的生物柴油，发现甲醇反应最优方案为油醇摩尔比为1：30，催化剂用量为5％，反应时间6小时，反应温度65℃时，从地沟毛油制取的生物柴油最优理论产率为94.31％，比试验最佳产率高2.31％；乙醇反应最优方案为油摩尔比为1：30，催化剂用量为1％，反应时间为10小时，反应温度为78℃时，从地沟毛油制取生物柴油的最优理论产率为91.35％。比试验最佳产率高3.35％。对影响生物柴油产率的各种因素进行了详细分析，建立了在酸催化条件下从地沟油制取生物柴油的化学反应动力学方程。2.基于生物柴油-柴油的燃料特性，系统地研究了柴油机缸内燃烧过程的多维数学模型和数值计算方法，对缸内湍流模型、喷雾液相模型、燃烧化学反应模型等进行了具体分析。采用RNGk-ε模型模拟缸内湍流流动，运用离散液滴的碰撞、破碎模型模拟了燃油喷雾的运动情况；采用扩展的Zeldovich机理与碳烟两步生成机理分别建立了氮氧化物和碳烟生成模型。3.采用任意拉格朗日——欧拉法(ArbitraryLagrange-Euler)，对缸内工作过程的控制方程进行求解，在压力迭代过程中运用放大压力梯度法，在不改变其他参数的前提下，通过放大低马赫数流动的压力波动提高计算效率，对喷雾方程采用MonteCarlo法进行计算，较好地兼顾了油滴计算量与计算精度的关系。4.在PC机上，通过重新设置变量和编写特定程序，对S195单缸涡流式柴油机的缸内工作过程进行了网格生成、求解器计算和后处理等过程的实现。应用FLUENT计算软件实现了缸内过程的实时模拟计算，得到了理想的计算结果，通过发动机台架试验，对计算结果进行了验证。5.采用二阶隐含式非稳态计算方法，对于柴油和生物柴油在不同掺混比例下的燃烧过程进行了计算模拟与试验研究，发现各比例下的最高压力点均出现在上止点后7℃，在相同工况下，燃烧生物柴油产生的最高缸压比燃烧柴油要略有升高，约为3.1％；最高缸内温度大约升高7％。这主要是因为在相同负荷下，生物柴油的燃油消耗量高，虽然生物柴油的热值比柴油稍低，但总的放热量比柴油大造成的。通过计算发现生物柴油的NOx排放比柴油高，碳烟排放比柴油大大降低。6.通过发动机台架试验，测试了S195单缸涡流室柴油机燃用不同掺混比例柴油和生物柴油的气缸压力随曲轴转角的变化关系；排气温度、动力性、经济性以及CO、HC、NOx和碳烟的排放情况，试验结果表明：相同负荷下，燃烧生物柴油的动力性增加，耗油量增加；压力和温度都比燃烧柴油时稍高；对于排气温度影响较小；NOx的排放随着生物柴油含量的增加而升高，而CO、HC和碳烟的排放随着生物柴油掺混比例的增大而降低。10.期刊论文阙沛祯.韦为.赵令猛.张先腾直喷柴油机燃用纯生物柴油的试验研究-交通节能与环保2008,(3)文章研究了在S195柴油机上进行了燃用生物柴油的负荷特性试验.研究的主要内容包括:一、燃用生物柴油对柴油机性能与排放特性的影响;二、改变柴油机供油提前角和喷油压力,研究发动机性能与排放的变化关系.结论包括:生物柴油能大大降低烟度的排放,并能在一定程度降低CO排放,但生物柴油油耗率和NOx排放较柴油高.由于生物柴油与柴油的理化特性有所不同,通过调整供油提前角和喷油压力的试验,得出了在S195柴油机上燃用生物柴油能获得较好的经济性与排放性的喷油压力和供油提前角.本文链接：授权使用：中国科学院声学研究所(中国科学院声学研究所)，授权号：0ff33196-d123-4b7d-bee0-9dfe009f5d9c下载时间：2010年9月27日