本文關(guān)鍵詞：低摻燒比生物柴油排放及顆粒物理化特性研究

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【摘要】：面對(duì)化石能源的過(guò)度開(kāi)采以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)峻這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,開(kāi)發(fā)新能源來(lái)替代傳統(tǒng)化石燃料已成為現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)。生物柴油因其可再生性和環(huán)保性等優(yōu)點(diǎn)愈加受到專(zhuān)家學(xué)者的關(guān)注,是一種理想的代用燃料。開(kāi)展柴油機(jī)燃用生物柴油常規(guī)排放與顆粒物理化特性的研究存在很大理論價(jià)值和應(yīng)用意義。本文采用試驗(yàn)手段研究了186FA柴油機(jī)燃用不同比例調(diào)合生物柴油的常規(guī)排放特性,利用微孔均勻沉積式碰撞采集器(MOUDI)分析了排氣顆粒物質(zhì)量濃度與粒徑分布特性的變化規(guī)律。結(jié)果表明:低負(fù)荷時(shí),生物柴油對(duì)常規(guī)排放的影響較小,中高負(fù)荷時(shí),生物柴油的摻燒比越高,CO、HC與碳煙的排放降幅越大,而NOX的排放上升。顆粒物質(zhì)量排放隨負(fù)荷的增加而逐漸上升,同時(shí)粒徑越高,顆粒物質(zhì)量濃度越低。高負(fù)荷時(shí)摻燒生物柴油可明顯改善積聚態(tài)顆粒的排放,生物柴油添加比例越高,顆粒物質(zhì)量濃度下降越多。利用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)研究了生物柴油對(duì)柴油機(jī)顆粒物的空間分布及整體形貌等微觀(guān)形態(tài)的影響。基于MATLAB平臺(tái)完成圖像預(yù)處理與迭代統(tǒng)計(jì)兩個(gè)主要程序設(shè)計(jì),通過(guò)引入計(jì)盒維數(shù)算法(Box-counting)對(duì)顆粒物的致密程度和不規(guī)則形貌作定量表征。結(jié)合熱重分析儀(TGA)與高倍透射電鏡(HRTEM)兩種分析技術(shù)研究了摻燒生物柴油對(duì)排氣顆粒物氧化特性的影響以及微觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)氧化活性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:燃料中添加生物柴油對(duì)粗粒子態(tài)顆粒物的堆積情況有顯著影響,摻混一定比例范圍內(nèi)的生物柴油對(duì)原始粒徑影響很小,超出范圍后粒徑明顯增大。中低負(fù)荷時(shí),排氣顆粒物所包含的原始粒子數(shù)量較少,顆粒物形貌較單一,以球狀和鏈狀為主,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加,原始粒子數(shù)量逐漸增加,原始粒子的凝聚現(xiàn)象加劇,顆粒形貌變得復(fù)雜。中高負(fù)荷時(shí)摻燒生物柴油對(duì)顆粒物的微觀(guān)形貌改善較明顯,當(dāng)摻混比提高時(shí),顆粒的整體尺寸與分形維數(shù)均逐漸減小,顆粒物中SOF組分逐漸增加,碳煙組分逐漸越少。摻燒生物柴油易產(chǎn)生多核結(jié)構(gòu)顆粒物,多核顆粒內(nèi)核的氧化活性高于外殼,氧化過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)中空膠囊狀結(jié)構(gòu),單核顆粒的氧化過(guò)程是由外殼逐步過(guò)渡至內(nèi)核,其抗氧化性比多核顆粒好。
【關(guān)鍵詞】：生物柴油 柴油機(jī) 排放 顆粒物 理化特性
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK421.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 生物柴油的發(fā)展概況與研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 生物柴油國(guó)外發(fā)展概況11-13
• 1.2.2 生物柴油國(guó)內(nèi)發(fā)展概況13-14
• 1.2.3 生物柴油在柴油機(jī)上的應(yīng)用研究14-15
• 1.3 顆粒物的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 顆粒物的研究意義15-16
• 1.3.2 顆粒物的生成機(jī)理16-17
• 1.3.3 生物柴油對(duì)顆粒物的影響17-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法20-28
• 2.1 臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)工況20-24
• 2.1.1 試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)20
• 2.1.2 試驗(yàn)用燃料20-21
• 2.1.3 常規(guī)排放測(cè)試儀器設(shè)備21-22
• 2.1.4 顆粒物采集及粒徑測(cè)試設(shè)備22-23
• 2.1.5 發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)工況23-24
• 2.2 顆粒物的分析方法及儀器24-27
• 2.2.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡24-25
• 2.2.2 熱分析技術(shù)25-26
• 2.2.3 高倍場(chǎng)發(fā)射透射電鏡26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 低比例生物柴油排放特性研究28-40
• 3.1 常規(guī)排放特性28-34
• 3.1.1 CO排放特性28-29
• 3.1.2 HC排放特性29-30
• 3.1.3 NO_X排放特性30-32
• 3.1.4 碳煙排放特性32-34
• 3.2 顆粒物質(zhì)量排放與粒徑分布特性34-39
• 3.2.1 工況對(duì)顆粒質(zhì)量與粒徑分布的影響34-36
• 3.2.2 生物柴油對(duì)顆粒質(zhì)量與粒徑分布的影響36-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第四章 低比例生物柴油排氣顆粒物理化特性分析40-58
• 4.1 顆粒物微觀(guān)形態(tài)40-44
• 4.1.1 掃描電鏡對(duì)顆粒物的形貌分析40-42
• 4.1.2 透射電鏡對(duì)顆粒物的形貌分析42-44
• 4.2 顆粒物的分形特性44-50
• 4.2.1 分形維數(shù)的計(jì)算45-46
• 4.2.2 計(jì)盒維數(shù)46-49
• 4.2.3 顆粒物分形特性的變化規(guī)律49-50
• 4.3 顆粒物的氧化特性50-56
• 4.3.1 熱重試驗(yàn)分析50-53
• 4.3.2 微觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)氧化特性的影響53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第五章 全文工作總結(jié)與展望58-60
• 5.1 全文工作總結(jié)58-59
• 5.2 論文工作展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 致謝65-66
• 發(fā)表論文情況66

【相似文獻(xiàn)】

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