隨著石油資源的逐漸減少,能源缺乏和環(huán)境污染成為當(dāng)今世界面臨的主要問題。在這種情況下,尋求一種新的可再生的能源至關(guān)重要。生物質(zhì)燃油是生物質(zhì)能通過直接或者間接的方式轉(zhuǎn)化成的一種液體燃料,為生物能源的發(fā)展開辟了新領(lǐng)域。生物質(zhì)燃油的硫含量低,可再生,但其密度、粘度、表面張力較大,霧化困難,直接燃燒效率偏低。因此,研究生物質(zhì)燃油霧化是提高生物質(zhì)燃油直接燃燒效率的前提,只有生物質(zhì)燃油霧化質(zhì)量提高,生物質(zhì)燃油利用效率才能提高。本文以生物質(zhì)燃油的理化性質(zhì)和熱解特性分析研究為基礎(chǔ),對其進(jìn)行霧性特性研究,為生物質(zhì)燃油直接高效燃燒利用提供理論支持。本文以小桐子油、地溝油、橡膠籽油及其生物柴油為研究對象,分析其理化性質(zhì),得出黏度、密度、表面張力、含水量等對生物質(zhì)燃油的霧化質(zhì)量影響較大如地溝油在溫度為20℃時的運動粘度為60.9mm2/s,而當(dāng)溫度升至90℃時,其運動粘度為10.23mm2/s。生物質(zhì)燃油在升溫速率為10℃/min、空氣氣氛條件下的熱解特性為：熱解過程分為三段,即揮發(fā)分、水分以及小分子物質(zhì)析出段、過渡段和燃燒段；在空氣氣氛下,生物質(zhì)燃油熱解氣氛中主要含有H2O、CH化合物、CO2。通過熱解動力學(xué)分析得出小桐子油、地溝油、橡膠籽油揮發(fā)分析出段的化學(xué)反應(yīng)為1.5級,燃燒階段的化學(xué)反應(yīng)為2級；生物柴油熱解三階段的化學(xué)反應(yīng)均是0.5級；燃燒段化學(xué)反應(yīng)的活化能較揮發(fā)析出段與過渡段的活化能高。自主設(shè)計搭建了生物質(zhì)燃油霧化試驗平臺,采用高速攝像儀(PIV)研究燃油溫度、燃油壓力、空氣壓力對生物質(zhì)燃油霧化顆粒直徑、液滴徑向速度、霧化錐角、液滴尺寸數(shù)目分布的影響。結(jié)果表明：在相同溫度、壓力條件下,植物油脂的霧化液滴平均直徑(SMD)比生物柴油的值大約30μm,霧化液滴平均直徑隨壓力的增大而減��；生物質(zhì)燃油的霧化錐角隨壓力增大而增大,且具有一定的線性關(guān)系；植物油脂噴霧液滴尺寸數(shù)目分布曲線的變化大致相同,都是先上升到某峰值然后下降,最后逐漸趨于平緩,其中地溝油液滴尺寸集中在100-200μm之間。生物柴油的霧化顆粒的尺寸集中在40-160μm之間,且液滴尺寸數(shù)目分布曲線基本相同,變化趨勢和植物油脂相似。在溫度為90℃、空氣壓力為1.6MPA條件下,生物質(zhì)燃油霧化液滴徑向速度從內(nèi)部到外部逐漸減小,且在噴孔上方的速度比下方的值大。植物油脂霧化液滴的徑向速度變化比生物柴油的速度變化大。采用因次分析法對生物質(zhì)燃油的霧化平均直徑的理論公式進(jìn)行計算,定量分析了黏度、表面張力、溫度以及壓力對霧化平均直徑的影響。同時采用Nukiyama-Tanasawa函數(shù)對生物質(zhì)燃油的霧化液滴尺寸數(shù)目分布函數(shù)計算,小桐子油理論計算峰值高于實驗值,但理論值和實驗值誤差較小,液滴尺寸數(shù)目分布曲線一致。地溝油霧化液滴尺寸分布的理論計算圖像向小顆粒方向移動,但其圖像的變化趨勢一致。生物柴油和植物油脂之間的峰值相差100μm,反映了生物柴油的霧化性能比植物油脂更好。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

第四章生物損燃油的霧化持性研巧邐邋昆明理工大學(xué)碩±學(xué)位論文逡逑Ｂ逡逑圖４－１３霧化圖像灰度處理逡逑植物油脂和生物柴油的霧化液滴尺寸體積分布如圖４－１３和圖４－１４，分別反逡逑映了霧化液滴百分比隨霧化液滴直徑的變化。從圖４－１３可Ｗ看出，植物油脂霧逡逑化液滴尺寸數(shù)目分布曲線變化趨勢基本相同，都集中在５０－３００＾0１１之間，液滴尺逡逑寸大于３００＾ｉｍ的粒子分布比較小，５０－１５０＾ｕｎ之間的液滴數(shù)目所占百分比較大，逡逑但Ｈ種植物油脂相比，地溝油的分布曲線相對于其他兩種植物油脂峰值較大，約逡逑為１８．４％，說明由于地溝油中所含小分子分子較多，地溝油霧化場均勻。圖４－１４逡逑反映的是生物柴油霧化液滴尺寸數(shù)目分布曲線，由圖可Ｗ看出，其變化趨勢和植逡逑物油脂的變化曲線相似，都符合正態(tài)曲線分布，但小桐子油生物柴油的霧化液滴逡逑在８（Ｖｍ比較集中

第四章生物損燃油的霧化持性研巧邐邋昆明理工大學(xué)碩±學(xué)位論文逡逑Ｂ逡逑圖４－１３霧化圖像灰度處理逡逑植物油脂和生物柴油的霧化液滴尺寸體積分布如圖４－１３和圖４－１４，分別反逡逑映了霧化液滴百分比隨霧化液滴直徑的變化。從圖４－１３可Ｗ看出，植物油脂霧逡逑化液滴尺寸數(shù)目分布曲線變化趨勢基本相同，都集中在５０－３００＾0１１之間，液滴尺逡逑寸大于３００＾ｉｍ的粒子分布比較小，５０－１５０＾ｕｎ之間的液滴數(shù)目所占百分比較大，逡逑但Ｈ種植物油脂相比，地溝油的分布曲線相對于其他兩種植物油脂峰值較大，約逡逑為１８．４％，說明由于地溝油中所含小分子分子較多，地溝油霧化場均勻。圖４－１４逡逑反映的是生物柴油霧化液滴尺寸數(shù)目分布曲線，由圖可Ｗ看出，其變化趨勢和植逡逑物油脂的變化曲線相似，都符合正態(tài)曲線分布，但小桐子油生物柴油的霧化液滴逡逑在８（Ｖｍ比較集中

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2817296