摻混正戊醇能夠降低柴油機顆粒物排放,但摻混正戊醇對柴油混合燃料顆粒物的形貌結(jié)構(gòu)和氧化活性的影響規(guī)律尚不明確。該研究采用高分辨率透射電子顯微鏡、拉曼光譜儀和同步熱分析儀研究了柴油機中分別燃用不同摻混比的正戊醇/柴油混合燃料時生成顆粒物的形貌、納觀結(jié)構(gòu)和氧化活性。結(jié)果表明,正戊醇摻混體積比分別為0、15%和30%的3種混合燃料燃燒顆粒物的微觀形貌相似,低倍率時表現(xiàn)為由基本碳粒子聚合而成的團聚形貌,高倍率時呈現(xiàn)出典型的"外殼-內(nèi)核"結(jié)構(gòu);隨著正戊醇摻混比例的增加,顆粒物的基本碳粒子直徑減小,微晶長度減小而微晶曲率增加,D1峰與G峰的峰面積比增加。說明顆粒物結(jié)構(gòu)更為無序,石墨化程度降低。同時,隨著正戊醇摻混比例的增加,3種燃料燃燒顆粒物的氧化溫度逐漸降低,依次為:616.9、609.9和583.6℃,說明其對應(yīng)的氧化活性逐漸升高。分析表明,正戊醇/柴油混合燃料燃燒生成的顆粒物高氧化活性與其更為無序的納觀結(jié)構(gòu)相關(guān)。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學報. 2020,36(08)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

不同燃料燃燒顆粒物的基本碳粒子納觀形貌

圖1給出了不同燃料排氣顆粒物的形貌圖。如圖1所示，低倍率（40 000×）下，不同燃料排氣顆粒物的整體微觀形貌差別不大，均呈現(xiàn)出由大量近似球狀的基本碳粒子團聚而成的簇狀結(jié)構(gòu)。圖2給出了燃用不同燃料時顆粒物的基本碳粒子直徑統(tǒng)計結(jié)果。圖中箱體上下端分別代表統(tǒng)計數(shù)據(jù)的75%位數(shù)和25%位數(shù)，箱體中橫線表示統(tǒng)計數(shù)據(jù)的中間值，箱體中實心點表示平均數(shù)，箱體延伸出的長度代表統(tǒng)計數(shù)據(jù)的標準方差。

圖2給出了燃用不同燃料時顆粒物的基本碳粒子直徑統(tǒng)計結(jié)果。圖中箱體上下端分別代表統(tǒng)計數(shù)據(jù)的75%位數(shù)和25%位數(shù)，箱體中橫線表示統(tǒng)計數(shù)據(jù)的中間值，箱體中實心點表示平均數(shù)，箱體延伸出的長度代表統(tǒng)計數(shù)據(jù)的標準方差。由圖2可知，基本碳粒子的平均直徑隨正戊醇摻混比例增加而下降（從21.813下降至20.030）。分析認為，基本碳粒子的平均直徑主要受碳煙生成過程中表面生長和氧化所決定[9]。由于正戊醇含氧，促進了碳煙的氧化過程；與此同時，正戊醇的摻混減少了碳煙前驅(qū)物如芘的生成[7]，進而減少了碳煙的表面生長。因此，柴油摻混正戊醇后，顆粒物的基本碳粒子平均直徑降低。


本文編號：3406769