【摘要】：21世紀(jì)的能源和環(huán)境問(wèn)題是人類(lèi)生存面臨的兩大決定性議題,日益枯竭的傳統(tǒng)化石能源加劇了人類(lèi)對(duì)能源短缺和環(huán)境保護(hù)的考慮,可再生的生物質(zhì)能源的利用有助于緩解上述問(wèn)題,目前乙醇已經(jīng)得到世界范圍內(nèi)的成功應(yīng)用,但甲醇、丁醇等醇類(lèi)也擁有優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)和巨大的潛力,ABE(Acetone-ButanolEthanol)作為生物丁醇的發(fā)酵中間產(chǎn)物,能顯著降低巨大的工業(yè)成本,它作為替代燃料的潛力吸引了越來(lái)越多的關(guān)注和研究。成功地搭建了單滴油微重力實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以較為低廉的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了微重力環(huán)境下的可重復(fù)實(shí)驗(yàn)。獨(dú)立設(shè)計(jì)了單滴油臺(tái)架包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),使硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了良好的配合。單滴油的實(shí)驗(yàn)分為靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)下實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相比D100純柴油ABE30會(huì)增加點(diǎn)火延遲期,ABE30內(nèi)部會(huì)發(fā)生多種模式不同程度的微爆現(xiàn)象;B100純丁醇的點(diǎn)火延遲期比ABE100稍短,但二者的性質(zhì)總體上差別不大;ABE組分比例越高,點(diǎn)火延遲期越長(zhǎng),二者是正相關(guān)的關(guān)系,但ABE組分比例對(duì)液滴懸掛時(shí)長(zhǎng)的影響在不同階段所占的作用會(huì)發(fā)生變化,ABE10到ABE30之間液滴懸掛時(shí)長(zhǎng)隨ABE組分比例提高而延長(zhǎng),ABE70到ABE90階段液滴懸掛時(shí)長(zhǎng)隨組分比例提高而縮短,在ABE50附近液滴懸掛時(shí)長(zhǎng)較短。在ABE30到ABE70范圍內(nèi)液滴內(nèi)部會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈微爆現(xiàn)象。動(dòng)態(tài)單滴油實(shí)驗(yàn)表明D100的碳煙形成有著明顯球形碳煙殼的特征,并且ABE能夠有效抑制碳煙的生成;50%的ABE體積比能夠最大程度地激發(fā)微爆的產(chǎn)生;燃燒速率常數(shù)隨著ABE組分比例的增加而增大。ABE具有良好的低排放潛力,能夠促進(jìn)燃燒,是一種良好的生物質(zhì)替代燃料。
【圖文】：

圖 1-2 2011-2015 年中國(guó)原油消耗構(gòu)成[2]Figure 1-2 Composition of China's crude oil consumption for 2011-2015 years中國(guó)的石化資源總量不多需要進(jìn)口大量的資源，在主要的進(jìn)口能源中，原油炭占據(jù)了絕大部分，，2015 年中國(guó)煤進(jìn)口量 204.06Mt，原油進(jìn)口量 335.5Mt，種類(lèi)的能源品種進(jìn)口量均低于 2.1Mt。而中國(guó)能源進(jìn)口渠道一般從阿拉伯國(guó)發(fā)，經(jīng)由波斯灣、印度洋和馬六甲海峽到達(dá)中國(guó)，而近年來(lái)阿拉伯國(guó)家政治動(dòng)蕩，運(yùn)輸路線(xiàn)面臨的風(fēng)險(xiǎn)增大，因此從國(guó)家能源安全戰(zhàn)略出發(fā)，減少大量化能源進(jìn)口有利于確保國(guó)家能源安全。原油的深加工制成品中就包括柴油和，觀察每年的柴油和汽油的消耗情況，可以發(fā)現(xiàn)大部分的消耗用于交通運(yùn)輸下圖：農(nóng)林牧漁,1492.88, 9%工業(yè)柴油,其他50種行業(yè), 3188.26,18%

12圖 2-1 單滴油臺(tái)架示意圖關(guān) 2 緩沖墊 3 數(shù)據(jù)線(xiàn) 4 單片機(jī) 5 燃燒室框架 6 拍攝系統(tǒng) 7 電動(dòng)機(jī) 10 電磁鐵 11 數(shù)據(jù)采集線(xiàn) 12 工作站-1 Schematic diagram of single droplet rig (1)proximity switch (2)cushion (3roller Unit (5)combustion room frame (6)camera system (7)electromotor ctric relay (10) electromagnet (11) data acquisition line (12)workstation
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TK16

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2672692