噴油參數(shù)對生物柴油發(fā)動機(jī)排放特性的影響.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，日益加劇的能源危機(jī)和環(huán)境污染迫切要求人們尋找清潔的替代燃料。生物柴油是以動、植物油脂為原料，與甲醇或乙醇在催化劑的作用下進(jìn)行酯交換而制成的脂肪酸甲酯的液體混合燃料，與柴油有著相近的物理特性，具有可再生、清潔和安全三大優(yōu)勢，被公認(rèn)為是優(yōu)良的代用燃料之一。目前市場上生物柴油僅以小比例（10％以下）與柴油摻混在未經(jīng)調(diào)整的柴油機(jī)中直接燃燒。然而由于生物柴油獨(dú)特的理化特性，大比例生物柴油調(diào)和燃料需要對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整?；诖?/p>

2、，本文對噴油參數(shù)對生物柴油發(fā)動機(jī)燃燒及排放的影響進(jìn)行了研究，這對于生物柴油在柴油機(jī)上的廣泛應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
　　不同原料的生物柴油含有的脂肪酸甲酯的種類和含量不同，采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對大豆油生物柴油和地溝油生物柴油進(jìn)行檢測。基于檢測結(jié)果分析兩種生物柴油的組分和對應(yīng)的含量，估算各組分的臨界物性以及不同溫度(0K-臨界溫度Tc)對應(yīng)的焓值、表面張力、粘度、汽化潛熱、飽和蒸汽壓、導(dǎo)熱系數(shù)，并在此基礎(chǔ)上按照一定混

3、合規(guī)則計(jì)算生物柴油的物性并與柴油對比。將估算結(jié)果添加到KIVA3V的燃料庫中，準(zhǔn)備對生物柴油進(jìn)行仿真計(jì)算。
　　本研究基于KIVA3V數(shù)值模擬軟件進(jìn)行，首先對其中的計(jì)算模型進(jìn)行了研究，如燃燒模型，湍流模型，噴霧模型，及排放模型等。其中生物柴油的噴霧特性對于缸內(nèi)燃燒及排放有著重要的影響，因此首先對噴霧模型進(jìn)行了詳細(xì)研究。數(shù)值模擬過程中采用KH-RT破碎模型，由于生物柴油的噴霧特性與柴油有所不同，需要對破碎模型常數(shù)進(jìn)行調(diào)整。改變KH-

4、RT破碎模型中一次破碎常數(shù)B2和二次破碎常數(shù)Crt，研究他們對噴霧特性的影響。結(jié)果表明，Crt對平均索特直徑(SMD)的影響較大，隨著Crt的減小，SMD減小，霧化程度優(yōu)化，而噴霧貫穿距的變化不大。
　　研究了生物柴油在不同噴油時(shí)刻下發(fā)動機(jī)的動力性和排放特性。研究結(jié)果表明在一定范圍內(nèi)，隨噴油時(shí)刻的提前放熱量增加，放熱率加快，噴油時(shí)刻為上止點(diǎn)前13℃A(BTDC13℃A)時(shí)的放熱量最大，放熱率最快，缸內(nèi)平均有效壓力最高。缸內(nèi)平均溫度

5、和壓力隨著噴油時(shí)刻的提前而升高，導(dǎo)致NOx排放增多，而CO的最終排放量在噴油時(shí)刻為BTDC13℃A時(shí)最低，Soot的最終排放受噴油時(shí)刻的影響較小。
　　在確保平均有效壓力相同的情況下，研究了噴油壓力對生物柴油發(fā)動機(jī)性能及排放的影響。大豆油生物柴油和柴油在不同噴油持續(xù)期的耗油量不同，隨著持續(xù)期的減短，噴油壓力的增加，兩種燃料的耗油量均降低，但生物柴油降低幅度小于柴油，而且相同噴油持續(xù)期下生物柴油的耗油量高于柴油。相同噴油持續(xù)期下，生