生物柴油_正丁醇混合燃料燃烧与排放特性的试验与数值仿真

《生物柴油_正丁醇混合燃料燃烧与排放特性的试验与数值仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:TK4610710-2015222011专业硕士学位论文生物柴油/正丁醇混合燃料燃烧与排放特性的试验与数值仿真陈阳导师姓名职称耿莉敏副教授专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称动力工程论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年5月15日学位授予单位长安大学ExperimentandSimulationonCombustionandEmissionperformanceofBiodiesel/n-butanolFuelBlendsADissertationSubmitted

2、fortheDegreeofMasterCandidate：ChenYangSupervisor：AssociateProf.GengLiminChang’anUniversity,Xi’an,China摘要能源短缺和环境污染是当前人类面临的两大威胁，成为当下迫在眉睫需要解决的问题。其中柴油机是石油能源的消费大户，同时柴油机的尾气排放问题也很严重。生物柴油和正丁醇混合燃料由于其优良的特性，近些年受到研究人员的广泛关注。本文按照体积比制备了两种不同掺混比的生物柴油/正丁醇混合燃料，并测定了混合燃料的理

3、化特性。然后在一台高压共轨六缸直喷柴油机上进行负荷特性试验，研究了生物柴油正丁醇混合燃料的燃烧特性、经济性、排放特性以及超细颗粒物排放；在根据试验条件建立模型的基础上，利用AVLFIRE软件进行燃烧室内的网格划分，并进行了BD0、BD100、BD90N10、BD80N20四种燃料的燃烧过程模拟，研究四种燃料在缸内随曲轴转角的燃油质量分布、温度分布、氧浓度分布、NO分布和Soot分布。结果表明:（1）与生物柴油相比，随着正丁醇掺混比的提高，混合燃料的密度、粘度、低热值、凝点、冷滤点降低，氧含量升高；（

4、2）小负荷时，燃油喷射分为预喷和主喷两个阶段，大负荷时为单次喷射，BD0的滞燃期最长，BD100的滞燃期最短，加入正丁醇后，混合燃料的滞燃期逐渐延长；随着正丁醇掺混比的增大，混合燃料的燃烧速度加快，燃烧持续期缩短，缸内平均温度升高；小负荷时，在预喷阶段，混合燃料的放热率峰值和压力升高率峰值降低并后移，在主喷阶段，缸压峰值、放热率峰值和压力升高率峰值增大，大负荷时，缸压峰值、放热率峰值和压力升高率峰值略有降低。（3）生物柴油正丁醇混合燃料的比油耗有所升高，有效热效率在小负荷时有一定降低，而大负荷时相比

5、BD100略有升高；（4）与纯生物柴油相比，随着正丁醇掺混比的升高，混合燃料的NOX在不同负荷下有着不同的排放规律，除HC排放升高外，CO和碳烟均有一定的降低。（5）随着正丁醇掺混比的提升，混合燃料的超细颗粒物数量浓度明显降低，同时几何平均直径减小；随着负荷增大，超细颗粒物数量浓度峰值位置逐渐从核态向聚集态移动；相比柴油，生物柴油和混合燃料具有更高的核态颗粒物占比。（6）仿真结果表明，生物柴油正丁醇混合燃料具有更高的缸内燃烧温度以及氧浓度，在改善了Soot排放的同时，NO排放有所上升，仿真结果与试验

6、结果基本一致。关键词：生物柴油，正丁醇，燃烧，排放，超细颗粒物iAbstractEnergyshortageandenvironmentalpollutionaretwomajorthreatstohumanitytodayandhavebecomeurgentissuestobesolved.Dieselengineisalargeconsumerofoilenergy.Andtheexhaustemissionsofdieselenginesarealsoseriousproblems.Inre

7、centyears,n-butanol/biodieselblendfuelshavereceivedextensiveattentionfromresearchersbecauseoftheirexcellentproperties.Inthispaper,twodifferentblendratiosofn-butanol/biodieselblendfuelswerepreparedaccordingtothevolumeratio,whosephysicochemicalproperties

8、weremeasuredaswell.Combustioncharacteristics,economiccharacteristics,emissioncharacteristicsandultrafineparticles(UFPs)ofn-butanol/biodieselblendfuelswerestudiedwiththeexperimentsinacommonrailsix-cylinderdieselengineatdifferentengineloa