丁醇-生物柴油單液滴蒸發(fā)、燃燒試驗(yàn)研究.pdf

1、生物柴油沸點(diǎn)較高，不利于燃油的蒸發(fā)和氣化。在生物柴油中加入丁醇，通過雙燃料蒸發(fā)過程中的微爆現(xiàn)象，可以改善生物柴油在蒸發(fā)、燃燒過程中的氣化能力。為了研究丁醇/生物柴油雙燃料促進(jìn)蒸發(fā)、燃燒的內(nèi)在機(jī)理，本研究配制成不同比例的丁醇與生物柴油雙燃料，利用掛滴式單液滴試驗(yàn)裝置，開展了丁醇/生物柴油雙燃料單液滴純蒸發(fā)、蒸發(fā)燃燒特性規(guī)律的試驗(yàn)研究。
　　本文首先搭建單液滴掛滴式試驗(yàn)臺(tái)架，并確定了雙燃料中丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)配置誤差、制滴過程中的液滴直徑誤

2、差帶來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度，確保了后續(xù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)精度。隨后，運(yùn)用基于Matlab編寫的圖像處理程序，對(duì)高速相機(jī)采集到的原始電子圖像進(jìn)行了處理，獲得了各實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下的單液滴歸一化直徑平方、相似度及變形度等相關(guān)數(shù)據(jù)。最后，在常壓條件下，以自燃著火溫度為界分別在高溫和低溫環(huán)境中進(jìn)行了對(duì)生物柴油及丁醇/生物柴油雙燃料單液滴的純蒸發(fā)、蒸發(fā)燃燒、以及蒸發(fā)過程中微爆特性的試驗(yàn)研究。
　　單液滴純蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在雙燃料液滴蒸發(fā)過程中，

3、雙燃料單液滴會(huì)出現(xiàn)氣泡形成、膨脹及破碎現(xiàn)象。對(duì)雙燃料單液滴在常壓下的蒸發(fā)規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，隨著丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)、環(huán)境溫度的增大，液滴蒸發(fā)速率均在一定程度上獲得提高；而隨著液滴初始直徑增大，液滴蒸發(fā)速率下降。在純蒸發(fā)環(huán)境溫度下，波動(dòng)蒸發(fā)段包含有多個(gè)氣泡形成、氣泡增長、氣泡破碎和液滴恢復(fù)的周期過程。波動(dòng)蒸發(fā)段中，BUT25、BUT50單液滴相似度呈現(xiàn)出波浪狀，BUT75單液滴相似度呈現(xiàn)出梳子狀； BUT75單液滴因?yàn)闅馀菖蛎洸怀浞郑瑢?dǎo)致液滴恢復(fù)很

4、快，每個(gè)周期過程比較短容易恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，所以最終形成了梳子狀。
　　單液滴蒸發(fā)燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在環(huán)境溫度973 K及液滴初始直徑為1.17 mm時(shí)，雙燃料液滴的一次著火時(shí)間隨丁醇含量增大而延遲，且所有丁醇含量液滴均未出現(xiàn)二次著火現(xiàn)象；在環(huán)境溫度1073 K及液滴初始直徑為1.17 mm，雙燃料液滴的滯燃期隨丁醇含量的增大而提前，二次著火時(shí)間隨丁醇含量增多出現(xiàn)延遲。液滴初始直徑越大，一次著火時(shí)間延遲，直徑增大到一定程度后，一次著