發(fā)布時(shí)間：2017-11-02 13:34

  本文關(guān)鍵詞：噴油參數(shù)對(duì)生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性的影響

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,日益加劇的能源危機(jī)和環(huán)境污染迫切要求人們尋找清潔的替代燃料。生物柴油是以動(dòng)、植物油脂為原料,與甲醇或乙醇在催化劑的作用下進(jìn)行酯交換而制成的脂肪酸甲酯的液體混合燃料,與柴油有著相近的物理特性,具有可再生、清潔和安全三大優(yōu)勢(shì),被公認(rèn)為是優(yōu)良的代用燃料之一。目前市場(chǎng)上生物柴油僅以小比例(10%以下)與柴油摻混在未經(jīng)調(diào)整的柴油機(jī)中直接燃燒。然而由于生物柴油獨(dú)特的理化特性,大比例生物柴油調(diào)和燃料需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整�；诖�,本文對(duì)噴油參數(shù)對(duì)生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放的影響進(jìn)行了研究,這對(duì)于生物柴油在柴油機(jī)上的廣泛應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。不同原料的生物柴油含有的脂肪酸甲酯的種類和含量不同,采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)大豆油生物柴油和地溝油生物柴油進(jìn)行檢測(cè)�；跈z測(cè)結(jié)果分析兩種生物柴油的組分和對(duì)應(yīng)的含量,估算各組分的臨界物性以及不同溫度(OK-臨界溫度Tc)對(duì)應(yīng)的焓值、表面張力、粘度、汽化潛熱、飽和蒸汽壓、導(dǎo)熱系數(shù),并在此基礎(chǔ)上按照一定混合規(guī)則計(jì)算生物柴油的物性并與柴油對(duì)比。將估算結(jié)果添加到KIVA3V的燃料庫(kù)中,準(zhǔn)備對(duì)生物柴油進(jìn)行仿真計(jì)算。本研究基于KIVA3V數(shù)值模擬軟件進(jìn)行,首先對(duì)其中的計(jì)算模型進(jìn)行了研究,如燃燒模型,湍流模型,噴霧模型,及排放模型等。其中生物柴油的噴霧特性對(duì)于缸內(nèi)燃燒及排放有著重要的影響,因此首先對(duì)噴霧模型進(jìn)行了詳細(xì)研究。數(shù)值模擬過程中采用KH-RT破碎模型,由于生物柴油的噴霧特性與柴油有所不同,需要對(duì)破碎模型常數(shù)進(jìn)行調(diào)整。改變KH-RT破碎模型中一次破碎常數(shù)B2和二次破碎常數(shù)Crt,研究他們對(duì)噴霧特性的影響。結(jié)果表明,Cn對(duì)平均索特直徑(SMD)的影響較大,隨著Crt的減小,SMD減小,霧化程度優(yōu)化,而噴霧貫穿距的變化不大。研究了生物柴油在不同噴油時(shí)刻下發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和排放特性。研究結(jié)果表明在-定范圍內(nèi),隨噴油時(shí)刻的提前放熱量增加,放熱率加快,噴油時(shí)刻為上止點(diǎn)前13℃A(BTDC13℃A)時(shí)的放熱量最大,放熱率最快,缸內(nèi)平均有效壓力最高。缸內(nèi)平均溫度和壓力隨著噴油時(shí)刻的提前而升高,導(dǎo)致NOx排放增多,而CO的最終排放量在噴油時(shí)刻為BTDC13℃A時(shí)最低,Soot的最終排放受噴油時(shí)刻的影響較小。在確保平均有效壓力相同的情況下,研究了噴油壓力對(duì)生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能及排放的影響。大豆油生物柴油和柴油在不同噴油持續(xù)期的耗油量不同,隨著持續(xù)期的減短,噴油壓力的增加,兩種燃料的耗油量均降低,但生物柴油降低幅度小于柴油,而且相同噴油持續(xù)期下生物柴油的耗油量高于柴油。相同噴油持續(xù)期下,生物柴油的缸內(nèi)壓力和溫度高于柴油,造成NOx排放高于柴油,但是CO和Soot的最終排放量均低于柴油,而且隨著持續(xù)期的減短而降低,但NOx排放隨持續(xù)期的減短而升高。
【關(guān)鍵詞】：生物柴油 排放特性 噴油時(shí)刻 噴油持續(xù)期
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK421
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 引言10-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 生物柴油的概述12
• 1.2 生物柴油的原料12-14
• 1.3 生物柴油的制備14-15
• 1.4 生物柴油的理化性質(zhì)15-17
• 1.4.1 運(yùn)動(dòng)粘度16
• 1.4.2 密度16
• 1.4.3 低溫流動(dòng)性16
• 1.4.4 閃點(diǎn)16
• 1.4.5 十六烷值16-17
• 1.4.6 熱值17
• 1.5 生物柴油的發(fā)展現(xiàn)狀17-19
• 1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 2 數(shù)值計(jì)算模型21-36
• 2.1 KIVA的發(fā)展21-22
• 2.2 KIVA3V的邏輯結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3 控制方程23-35
• 2.3.1 氣相控制方程24-26
• 2.3.2 離散液相控制方程26-28
• 2.3.3 氣液相間的耦合源項(xiàng)28
• 2.3.4 湍流模型方程28-29
• 2.3.5 NO_x機(jī)理模型29-30
• 2.3.7 KH-RT破碎模型30-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 生物柴油的組分檢測(cè)和物性計(jì)算36-53
• 3.1 組分檢測(cè)36-39
• 3.2 物性計(jì)算39-52
• 3.2.1 臨界物性的計(jì)算39-42
• 3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)生成焓和焓值42-44
• 3.2.3 汽化潛熱44-45
• 3.2.4 飽和蒸汽壓45-47
• 3.2.5 液體粘度47-49
• 3.2.6 表面張力49-50
• 3.2.7 導(dǎo)熱系數(shù)50-52
• 3.3 添加燃料52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 4 噴油參數(shù)對(duì)排放特性的影響53-65
• 4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)53
• 4.2 計(jì)算網(wǎng)格及邊界條件53-54
• 4.3 噴油時(shí)刻的影響54-60
• 4.3.1 平均缸溫缸壓曲線54-55
• 4.3.2 放熱量及放熱率55-57
• 4.3.3 平均有效壓力57
• 4.3.4 排放特性57-60
• 4.4 噴油持續(xù)期的影響60-64
• 4.4.1 燃油消耗量61-62
• 4.4.2 缸溫缸壓62-63
• 4.4.3 排放特性63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 5 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 總結(jié)65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 閆金定;;我國(guó)生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀與戰(zhàn)略思考[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2014年04期

2 李麗萍;何金戈;;地溝油生物柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];中國(guó)油脂;2014年08期

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本文編號(hào)：1131821