本文關鍵詞：微乳化甲醇柴油燃燒特性試驗與仿真研究

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【摘要】：甲醇因其清潔，高效和來源廣泛等特點，已經(jīng)吸引了越來越多的關注，被認為是內(nèi)燃機最有潛力的代用燃料之一。柴油機燃用甲醇最簡單的方式是微乳化法。微乳化油是一種節(jié)能、環(huán)保燃料，尤其在能源緊缺、環(huán)保問題越來越嚴重的今天，微乳化油的作用越顯重要。本文依據(jù)微乳化原理，用甲醇分別與0#柴油和FT柴油配制出不同比例微乳化油，研究了不同油品的燃燒特性。論文主要工作和結論如下： 1）優(yōu)化了微乳化油的配方及其工藝。基于微乳化理論，分析了不同乳化劑的乳化效率，分別配制了0#系列和FT系列各4種微乳化油。 2）研究了微乳化油的燃燒性能。結果表明：（1）0#系列微乳化油中，低負荷時，微乳化油的缸壓峰值有所下降，平均下降了4.1%，高負荷時微乳化油的缸壓峰值升高，平均上升了3.8%；（2）FT系列的微乳化油中，相比FT柴油，微乳化油主燃期縮短，微乳化油的缸壓峰值、放熱率峰值、壓力升高率和加速度峰值升高，其中缸壓峰值最大升高了8.9%，壓力升高率和加速度峰值最大分別升高了49.9%和117.3%。 3）研究了微乳化油的動力性及排放性。在不改變發(fā)動機參數(shù)的前提下，，微乳化油的功率和轉(zhuǎn)矩有所下降，其中FT系列微乳化油比0#系列的動力性有所下降；相比基礎油，微乳化油的NOX排放量有所下降，0#系列和FT系列分別平均下降了21.1%和9.1%，NMHC排放量上升，soot排放有較大降幅，0#系列和FT系列分別平均下降了67.1%和92.3%，甲醛和乙烯排放有較大上升，且FT系列微乳化油的比0#系列的NOX、soot、甲醛排放有大幅度降低；燃用微乳化油時，如果甲醇的含量越多，則甲醇和乙醇的排放量越多。 4）基于FIRE軟件研究了M10在不同的噴油參數(shù)下的排放情況。經(jīng)過仿真分析，隨著噴油提前角（原機±2°CA）的增大，NOX生成速率大大加快；soot排放質(zhì)量分數(shù)逐漸降低。
【關鍵詞】：微乳化油 甲醇 （FT）柴油 燃燒 排放 噴油參數(shù)
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 前言10-11
• 1.2 甲醇和 FT 柴油的特點11-13
• 1.2.1 甲醇在柴油機上應用的特點11-12
• 1.2.2 FT 柴油的特性12-13
• 1.3 柴油機燃用甲醇的方法13-14
• 1.4 微乳化油技術14
• 1.4.1 微乳化油的概念14
• 1.4.2 微乳化油技術的特點14
• 1.5 微乳化甲醇柴油研究現(xiàn)狀14-15
• 1.6 本課題的主要目的和內(nèi)容15-18
• 第二章 微乳化油的制備18-30
• 2.1 燃料混合理論基礎18-19
• 2.1.1 表面吉布斯能和表面張力18
• 2.1.2 彎曲液面的附加壓力18-19
• 2.2 微乳液機理19-20
• 2.2.1 乳狀液19-20
• 2.2.2 乳狀液的形成20
• 2.3 微乳液及其形成機理20-21
• 2.4 微乳液的制備方法21-22
• 2.4.1 微乳化劑的復配22
• 2.5 微乳化甲醇柴油的制備22-26
• 2.5.1 微乳液的最佳 HLB 值確定22-24
• 2.5.2 微乳化劑乳化效率分析24-26
• 2.6 微乳化油的制備26-28
• 2.7 本章小結28-30
• 第三章 微乳化油的燃燒過程分析30-48
• 3.1 試驗設備及試驗方法30-31
• 3.1.1 試驗用柴油機30
• 3.1.2 主要測試設備30-31
• 3.1.3 試驗方法31
• 3.2 燃燒過程分析31-46
• 3.2.1 主燃燒持續(xù)期分析32-33
• 3.2.2 缸內(nèi)壓力分析33-37
• 3.2.3 壓力升高率分析37-40
• 3.2.4 壓力升高加速度分析40-43
• 3.2.5 瞬時燃燒放熱率分析43-46
• 3.3 本章小結46-48
• 第四章 燃用微乳化油對發(fā)動機動力和排放特性影響的研究48-64
• 4.1 動力性分析48-49
• 4.2 常規(guī)排放性分析49-56
• 4.2.1 CO 排放分析49-51
• 4.2.2 NO_X排放分析51-53
• 4.2.3 NMHC 排放分析53-55
• 4.2.4 碳煙排放分析55-56
• 4.3 非常規(guī)排放物分析56-62
• 4.3.1 甲醛排放分析56-58
• 4.3.2 甲醇排放分析58-60
• 4.3.3 乙醇排放分析60-61
• 4.3.4 乙烯排放分析61-62
• 4.4 本章小結62-64
• 第五章 M10 微乳化油的仿真研究64-78
• 5.1 FIRE 軟件簡介64
• 5.2 模型的建立及驗證64-68
• 5.2.1 M10 微乳化油的 C、H、O 原子數(shù)計算64-65
• 5.2.2 燃燒室模型的建立及網(wǎng)格劃分65-66
• 5.2.3 計算模型的確定66-68
• 5.2.4 計算模型校驗68
• 5.3 噴油提前角對數(shù)值模擬參數(shù)的影響68-76
• 5.3.1 噴油提前角對燃料濃度場的影響69-71
• 5.3.2 噴油提前角對缸內(nèi)溫度場的影響71-73
• 5.3.3 NO_X濃度場73-75
• 5.3.4 Soot 濃度場75-76
• 5.4 本章小結76-78
• 第六章 總結與展望78-80
• 6.1 全文總結78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-86
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文86

【參考文獻】

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本文編號：848757