掺醇汽油热值的研究探讨

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1、掺醇汽油热值的研究探讨：随着我国机动车保有量大幅增加，汽车的节能和环保成为社会各界研究的热点。醇类燃料和汽油的混合使用，辛烷值高、抗爆性好、使用安全、既不用改造发动机又起到良好的节能和环保的效果。本文主要对掺醇汽油的热值进行计算探究。　　关键词：热值甲醇汽油乙醇汽油　　　　引言　　汽油在社会生产中占有极为重要的地位。它作为不可再生能源总有资源枯竭的一天，到时整个人类社会都将面临瘫痪的危险。解决发现汽油的替代品成为迫在眉睫的问题。掺醇汽油的应用可以作为汽油的替代物实现对石油的部分替代。汽车用醇类燃料主要是甲醇和乙醇，醇类的广

2、泛，是汽油的良好的替代品。　　1、热值的定义　　热值（calorificvalue）反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。是衡量燃料质量的一种重要指标，它表示单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。通常用热量计测定，或由燃料分析结果算出。　　2、掺醇燃料　　醇类燃料的丰富、辛烷值高、污染较小，是比较理想的的石油替代燃料。但由于其着火性差，十六烷值比柴油低好多，所以在柴油机上使用比较困难。本文主要研究掺醇汽油的燃烧，即把甲醇和乙醇以不同的比例掺入汽油中，分别形成甲醇汽油、乙醇汽油。其中

3、的掺醇汽油的优点有:抗爆性好;NOx、烃类及CO的排放量降低;价格低。　　由于掺醇汽油的优点突出，因此对其使用的研究也较多。我国对低比例掺醇汽油研究较多，掺醇比例在15%以下掺醇汽油和纯汽油比较，不需要改变现有的发动机，不增加改动成本，不存在技术上的难度。因此低比例掺醇汽油是比较实用的醇类能源的利用形式。　　3、计算方法　　1）理论空气量L0　　理论空气量是指1kg的燃料完全燃烧理论上所需要的空气量，单位为Kg/Kg。可按下式计算:L0=28.95(gc/12gH/4-g0/32)/0.21　　式中：L0------理论空

4、气量；gc、gH、go------1Kg燃料中碳、氢、氧的百分比含量（%）。　　2）燃料的低热值hu　　燃料的低热值（lo　　混合气的低热值即为单位可燃混合气燃烧后，其烟气被冷却到初始温度，其中水蒸气以蒸气的状态排出时，所放出的全部热量。计算公式为：Hm=hu/(ａL01/mT)　　其中：Hm----可燃混合气的低热值（MJ/Kg）;ａ------过量空气系数，此处计算按理论空燃比，即ａ=1；mT----相对分子质量。　　4、计算结果　　4.1常见燃料的热值计算　　根据对常见燃料天然气、汽油、甲醇、乙醇进行计算，可得其理论

5、空气量（kg/kg，MJ/kg，MJ/kg）、燃料及其理论混合气的低热值分别为:天然气（17.2,49.54,2.72），甲醇（6.47,25.59,3.94），乙醇（8.98,31.09,3.45），汽油（14.82,44.52,2.82）。分析知：1）天然气的低热值比汽油高，但混合气的热值却较低，这成为天然气汽车的动力性不如汽油车的重要原因。2）醇类燃料完全燃烧所需的理论空气量L0较天然气和汽油都低，这是因为醇类燃料含氧，且C/H值较汽油小，因此掺醇汽油形成的混合气燃烧会比较完全。有利于提高燃料的经济性，降低有害污染物

6、的排放。3）比较甲醇、乙醇和汽油的低热值可知汽油的低热值比醇类燃料要高很多，所以醇类和汽油的掺烧应该选择比较合适的比例。　　4.2甲醇汽油热值计算　　甲醇和汽油混合通常称为汽油掺烧甲醇，并以甲醇的含量为燃料标记，例如掺入15%、30%、50%、85%甲醇的汽油分别为M15、M30、M50、M85。根据计算公式对不同比例的甲醇汽油的L0、hu、Hm进行计算，结果如表4.2所示。　　4.3乙醇汽油的热值计算　　乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。根据计算公式对不同比例的

7、乙醇汽油的L0、hu、Hm进行计算，结果如表4.2所示。　　表4.2不同混合比例甲醇汽油、乙醇汽油的理论空气量、燃料及其混合气低热值　　5、总结　　燃料混合气的热值特别是以容积计的混合气热值决定了气缸里包容的能够用来转变为机械功的热量。在其他条件相同的条件下，混合气的容积热值越大，则动力性越高。2）醇类燃料完全燃烧所需的理论空气量较天然气和汽油都低，这是因为醇类燃料含氧，且C/H值较汽油小，因此掺醇汽油形成的混合气燃烧会比较完全。3）比较甲醇、乙醇和汽油的低热值可以发现，汽油的低热值比醇类燃料要高很多，掺醇汽油中随着掺入醇

8、类燃料的增加，混合燃料的热值和混合气热值均是逐渐下降的。