能源短缺和環(huán)境污染是當前人類面臨的兩大威脅,成為當下迫在眉睫需要解決的問題。其中柴油機是石油能源的消費大戶,同時柴油機的尾氣排放問題也很嚴重。生物柴油和正丁醇混合燃料由于其優(yōu)良的特性,近些年受到研究人員的廣泛關注。本文按照體積比制備了兩種不同摻混比的生物柴油/正丁醇混合燃料,并測定了混合燃料的理化特性。然后在一臺高壓共軌六缸直噴柴油機上進行負荷特性試驗,研究了生物柴油正丁醇混合燃料的燃燒特性、經濟性、排放特性以及超細顆粒物排放;在根據試驗條件建立模型的基礎上,利用AVL FIRE軟件進行燃燒室內的網格劃分,并進行了BD0、BD100、BD90N10、BD80N20四種燃料的燃燒過程模擬,研究四種燃料在缸內隨曲軸轉角的燃油質量分布、溫度分布、氧濃度分布、NO分布和Soot分布。結果表明:(1)與生物柴油相比,隨著正丁醇摻混比的提高,混合燃料的密度、粘度、低熱值、凝點、冷濾點降低,氧含量升高;(2)小負荷時,燃油噴射分為預噴和主噴兩個階段,大負荷時為單次噴射,BD0的滯燃期最長,BD100的滯燃期最短,加入正丁醇后,混合燃料的滯燃期逐漸延長;隨著正丁醇摻混比的增大,混合燃料的燃燒速度加快,...

【文章頁數】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 FIRE軟件仿真研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內容
第二章 生物柴油/正丁醇混合燃料的理化特性研究
    2.1 試驗用油的配制及試驗設備
        2.1.1 試驗用油的配制
        2.1.2 試驗設備介紹
    2.2 理化特性的測定
        2.2.1 密度
        2.2.2 運動粘度
        2.2.3 低熱值
        2.2.4 凝點與冷濾點
    2.3 理化試驗結果
第三章 臺架試驗設備與數據處理
    3.1 試驗設備及試驗方法
        3.1.1 試驗發(fā)動機
        3.1.2 測試設備
        3.1.3 試驗方法
    3.2 數據處理
        3.2.1 缸壓
        3.2.2 燃燒放熱率
        3.2.3 溫度
        3.2.4 壓力升高率
        3.2.5 比油耗
        3.2.6 有效熱效率
        3.2.7 NOX、HC、CO
        3.2.8 煙度
        3.2.9 超細顆粒物
第四章 生物柴油/正丁醇混合燃料的燃燒特性分析
    4.1 發(fā)動機噴油正時規(guī)律及燃燒階段
        4.1.1 噴油正時
        4.1.2 燃燒階段
    4.2 混合燃料的燃燒特性分析
        4.2.1 缸壓與瞬時放熱率
        4.2.2 壓力升高率
        4.2.3 缸內平均溫度
    4.3 本章小結
第五章 生物柴油/正丁醇混合燃料經濟性與排放性能分析
    5.1 經濟性分析
        5.1.1 有效燃油消耗率
        5.1.2 有效熱效率
    5.2 排放特性分析
        5.2.1 NO_X排放
        5.2.2 CO排放
        5.2.3 HC排放
        5.2.4 碳煙排放
    5.3 本章小結
第六章 生物柴油/正丁醇混合燃料超細顆粒物排放分析
    6.1 超細顆粒物粒徑分布
    6.2 超細顆粒物數量濃度
        6.2.1 數量濃度負荷特性
        6.2.2 核態(tài)顆粒物數量濃度占比
    6.3 幾何平均直徑
    6.4 本章小結
第七章 燃燒與排放仿真模型建立與模型驗證
    7.1 FIRE軟件概述
    7.2 幾何模型建立
    7.3 網格劃分
    7.4 初始條件與邊界條件的設定
        7.4.1 初始條件的設定
        7.4.2 邊界條件的設定
    7.5 仿真模型
        7.5.1 湍流模型
        7.5.2 燃燒模型
        7.5.3 排放模型
        7.5.4 噴霧模型
    7.6 模型驗證
    7.7 本章小結
第八章 生物柴油/正丁醇混合燃料燃燒與排放仿真結果分析
    8.1 燃料質量分數的分布發(fā)展規(guī)律
    8.2 溫度場分布
    8.3 氧濃度分布
    8.4 NO質量分數
    8.5 Soot質量分數
    8.6 本章小結
結論與展望
    全文工作總結
    本文工作展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3844019