试析棉籽生物柴油的理化指标与燃烧性能分析与研究

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1、石河子大学硕士学位论文棉籽生物柴油的理化指标与燃烧性能分析与研究姓名：刘迎春申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：曹卫彬20090601棉籽生物柴油的理化指标与燃烧性能研究与分析摘要能源是人类生存与发展的重要保障，也是社会经济发展的根本动力。21世纪，随着人类社会经济的快速发展，石油、天然气等矿物能源的消耗急速增长，因此面临着诸如能源短缺、资源匮乏、环境恶化等一系列重大问题。目前，能源问题已成为关系国计民生的问题，开发和利用可再生新能源己引起世界各国的广泛关注，其中生物柴油以其良好的可再生性和环保性能受到各国重视。本文主要研究工作和结论如下：(1)利用物理方法制取生物柴油，

2、采用相应国标或行业标准，分别对棉籽油、生物柴油和04柴油的主要理化指标进行了测定，分析生物柴油与柴油的理化特性差异，及棉籽油调和比例对生物柴油理化特性的影响规律。研究结果表明：①生物柴油的密度、表面张力、残炭和硫含量等理化指标与棉籽油调和比例成显著一次线性关系：生物柴油的粘度、热值等理化指标与棉籽调和比例成明显的二次曲线关系；在棉籽油配比不大于50％情况下，生物柴油闪点与柴油相当，并且与O”柴油的凝点也相差不大。②提高棉籽油调和比例可降低生物柴油的硫含量，利于排放控制，但受到生物柴油的密度、粘度和残炭不宜过高，十六烷值和热值不宜过低的限制，生物柴油中棉籽油调和比例不宜过高。以不高于3

3、0％调和比例加入0“柴油中可基本达到04柴油的标准，而且经济合算，具有一定的使用价值。(2)在雾化试验台上，进行了生物柴油与08柴油雾化性能检测。对比分析结果表明：①随棉籽油调和比例增加，调和油的雾化锥角先增大后减小，特别是棉籽油调和比例超过30％后雾化锥角开始急剧下降；提高喷油压力可有效增加生物柴油的雾化锥角，改善生物柴油雾化效果。②随棉籽油调和比例增加，调和油雾化直径成线性增加；调和油较高的密度、粘度和表面张力等理化指标导致其雾化雾化直径显著增加，不利于燃油雾化，但是在棉籽油调和比例不超过30％的情况下，调和油的雾化直径与柴油相近。(3)在S195柴油机结构不做任何调整的情况下，

4、适当提高喷油压力，燃用B10、B20和B30等三种生物柴油，进行了动力性、经济性和碳烟排放等燃烧性能测试，并与标定喷油压力下0”柴油的燃烧性能进行对比试验。研究结果表明：①调和油动力特性变化规律与柴油相同，但最大有效转矩较柴油向低转速方向偏移，有效功率在高转速下不及柴油。②调和油负荷特性变化规律与柴油相同，但最小油耗率较柴油向低负荷方向偏移，油耗率在高负荷下出现凸峰现象，经济性不及柴油。③随生物柴油中棉籽油调和比例的增加，燃油油耗率会略高些，但是碳烟排放较柴油明显降低。@B20油耗率与04柴油油耗率相近，动力性相差不大，烟度下降了35．07％，因此棉籽油最适宜调和比例在20％左右。综

5、合以上研究分析，在柴油机上燃用低调和比例的棉籽生物柴油具有良好的动力性、经济性，并可有效降低碳烟排放。棉籽油调和比例20％左右的生物柴油，理化特性与柴油相近，可以直接应用于柴油机，具有良好的开发应用价值。关键词：生物柴油棉籽油理化特性油耗率烟度棉籽生物柴油的理化指标与燃烧性能研究与分析AbstractEnergyisimportanttohumanexistenceanddevelopment，andalsothefundamentalmotivepowerforsocio-economicdevelopment．Witlltherapiddevelopmentofsocio．eco

6、nomicin也e21stCentury,theconsumptionoffossilenergygrowrapidlysothatthereareaseriesofmajorissuessuchasenergyshortages，lackofresources，environmentaldegradation．Atpresent，thedevelopmentanduseofrenewableenergyhasbeenattendedbymanycountries，becauseenergyhasbecomethepeople'slivelihoodissues．S0manycoun

7、triespaymoreattentiontobiodieselforitsrenewableandenvironmentalperformance．．Inthispaper,themainresearchworkasfollows：(1)Biodieselisafuel，whichcanbeproducedbymephysicalmethodofblendingcottonseedoilwith0舟diesel．Themainphysico—chemic