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        乳化油在車輛內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用研究

        2014-09-29 02:54:58樊瑞軍
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年30期
        關(guān)鍵詞:甲醇

        摘 要:文章介紹了乳化油的性能和在車輛內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用,分析了生物柴油-甲醇乳化油的構(gòu)成。發(fā)現(xiàn)車輛內(nèi)燃機(jī)用乳化油能有效提高熱效率,明顯降低燃燒生成物碳煙及NOX排放,動力性能有所下降,尾氣中CO含量有所上升。

        關(guān)鍵詞:乳化油性能;發(fā)動機(jī)性能;生物柴油;甲醇

        序言

        將車輛用燃油和水通過乳化劑經(jīng)一定技術(shù)條件合成形成乳化油。把幾種不同特性的液體以液珠形態(tài)混合形成分散體系的合成乳化液,這種狀態(tài)下的乳化油的穩(wěn)定性和分散性都不滿足車輛用的使用條件,通過油水乳化劑合成比較穩(wěn)定的乳化油。與車輛用燃料柴油比較,這種合成的乳化油燃燒特性好、燃油消耗低、燃燒生成物少。

        1 乳化油特性

        從試驗數(shù)據(jù)分析,把合成的乳化油壓入內(nèi)燃機(jī)的氣缸,在燃燒溫度漸漸升高時,合成乳化油里面的水分子先于車用燃油分子達(dá)到沸點,氣化作用使水分子產(chǎn)生“微爆“,將合成乳化油里面的車用燃油分子微?;訌?qiáng),乳化油的油滴和空氣形成的接觸面積加大,進(jìn)一步提高合成乳化油的燃燒效率。由于乳化油水分子的“微爆”把乳化油再次霧化,使油氣更加混合均勻,減少不完全燃燒的發(fā)生,從而有效降低燃燒生成物炭煙和顆粒,使微乳化油的燃燒效率提高。把汽油和甲醇按照不同配比合成(M15:甲醇15%,M50:甲醇50%),經(jīng)發(fā)動機(jī)臺架性能試驗檢測氮氧化物含量。發(fā)現(xiàn)合成乳化油燃燒生成物NOX含量減少(圖1)。

        圖1 汽油與甲醇60N·m混合燃燒NOX

        2 乳化油研究現(xiàn)狀

        2.1 生物乳化油研究現(xiàn)狀

        由于生物油黏度較高、酸性比較強(qiáng)、著火性能比較差,因此柴油內(nèi)燃機(jī)不能燃燒應(yīng)用,如果把車用內(nèi)燃機(jī)用柴油和生物油經(jīng)一定技術(shù)合成,形成的乳化油能在柴油內(nèi)燃機(jī)上直接使用。研究人員在柴油機(jī)性能試驗臺上研究了合成乳化油的燃燒和排放特性。發(fā)現(xiàn)生物柴油的熱效率比10%生物油乳化油和0號柴油高,比 20%生物油乳化油明顯高;乳化油比生物柴油的氮氧化合物含量明顯高, 10%生物油乳化油的氮氧化合物含量與0號柴油接近;乳化油的燃燒生成物微粒比生物柴油燃燒排放含量較高,低于0號柴油的燃燒生成物微粒(圖2)。

        試驗表明:這種合成乳化油可以在柴油內(nèi)燃機(jī)直接使用,可以有效減少燃燒生成物NOX含量;但是燃燒時間縮短,燃油經(jīng)濟(jì)性較差。

        2.2 生物柴油-甲醇混合分析

        生物柴油是一種生物再生替代燃料,該燃料內(nèi)部有少量氧成分,能顯著降低燃燒生成物HC、CO和微粒含量,而燃燒生成物NOX含量上升,要想使其減少,混合甲醇在生物柴油中即可實現(xiàn)。研究人員分析了生物柴油和甲醇合成燃料對車輛內(nèi)燃機(jī)特性、燃燒生成物微粒的影響因素。一臺4缸直列直噴柴油機(jī)在試驗臺上試驗,控制調(diào)節(jié)車輛內(nèi)燃機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速。生物柴油體積比例10%和20%甲醇。試驗表明,和車輛用純生物柴油比較,熱效率降低,比傳統(tǒng)柴油升高;混合燃料顯著降低車輛內(nèi)燃機(jī)燃燒生成物NOX和炭煙含量, CO和NO2含量高于傳統(tǒng)柴油;小于中低負(fù)荷期間,與車輛用傳統(tǒng)柴油相比較, NO2含量占NOx的比例增加68%(表1)。

        表1 混合燃料理化特性

        該乳化油熱效率高于車輛燃燒用傳統(tǒng)柴油,燃燒生成物NOX和微粒含量減少; 燃燒生成物CO和NO2含量升高。

        3 結(jié)束語

        車輛內(nèi)燃機(jī)用合成乳化油能使熱效率顯著提高,有效減少了車輛燃燒生成物NOX和微粒含量,車輛動力性略有下降,燃燒生成物CO含量上升。分析各方面性能,乳化油在車輛內(nèi)燃機(jī)上應(yīng)用,優(yōu)點大于缺點。可見乳化油在我國未來的發(fā)展具有非常大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,前景廣闊。

        參考文獻(xiàn)

        [1]周雅文,張高勇,王紅霞.汽油微乳化技術(shù)研究[J].日用化學(xué)工業(yè),2002,32(2):1-4.

        [2]盛酶,李為民,鄔國英.生物柴油研究進(jìn)展業(yè)透視[J].中國油脂,2003,28(4):66-69.

        [3]吳可克,等.微乳柴油的制備及其性研究[J].節(jié)能技術(shù),2003,Vo121,N06:14~21.

        [4]崔英德.實用化工工藝(中冊)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

        [5]何學(xué)良.內(nèi)燃機(jī)燃料[M].北京:中國石化出版社,1999.

        作者簡介:樊瑞軍(1980-),男,碩士,研究方向:替代燃料。endprint

        摘 要:文章介紹了乳化油的性能和在車輛內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用,分析了生物柴油-甲醇乳化油的構(gòu)成。發(fā)現(xiàn)車輛內(nèi)燃機(jī)用乳化油能有效提高熱效率,明顯降低燃燒生成物碳煙及NOX排放,動力性能有所下降,尾氣中CO含量有所上升。

        關(guān)鍵詞:乳化油性能;發(fā)動機(jī)性能;生物柴油;甲醇

        序言

        將車輛用燃油和水通過乳化劑經(jīng)一定技術(shù)條件合成形成乳化油。把幾種不同特性的液體以液珠形態(tài)混合形成分散體系的合成乳化液,這種狀態(tài)下的乳化油的穩(wěn)定性和分散性都不滿足車輛用的使用條件,通過油水乳化劑合成比較穩(wěn)定的乳化油。與車輛用燃料柴油比較,這種合成的乳化油燃燒特性好、燃油消耗低、燃燒生成物少。

        1 乳化油特性

        從試驗數(shù)據(jù)分析,把合成的乳化油壓入內(nèi)燃機(jī)的氣缸,在燃燒溫度漸漸升高時,合成乳化油里面的水分子先于車用燃油分子達(dá)到沸點,氣化作用使水分子產(chǎn)生“微爆“,將合成乳化油里面的車用燃油分子微?;訌?qiáng),乳化油的油滴和空氣形成的接觸面積加大,進(jìn)一步提高合成乳化油的燃燒效率。由于乳化油水分子的“微爆”把乳化油再次霧化,使油氣更加混合均勻,減少不完全燃燒的發(fā)生,從而有效降低燃燒生成物炭煙和顆粒,使微乳化油的燃燒效率提高。把汽油和甲醇按照不同配比合成(M15:甲醇15%,M50:甲醇50%),經(jīng)發(fā)動機(jī)臺架性能試驗檢測氮氧化物含量。發(fā)現(xiàn)合成乳化油燃燒生成物NOX含量減少(圖1)。

        圖1 汽油與甲醇60N·m混合燃燒NOX

        2 乳化油研究現(xiàn)狀

        2.1 生物乳化油研究現(xiàn)狀

        由于生物油黏度較高、酸性比較強(qiáng)、著火性能比較差,因此柴油內(nèi)燃機(jī)不能燃燒應(yīng)用,如果把車用內(nèi)燃機(jī)用柴油和生物油經(jīng)一定技術(shù)合成,形成的乳化油能在柴油內(nèi)燃機(jī)上直接使用。研究人員在柴油機(jī)性能試驗臺上研究了合成乳化油的燃燒和排放特性。發(fā)現(xiàn)生物柴油的熱效率比10%生物油乳化油和0號柴油高,比 20%生物油乳化油明顯高;乳化油比生物柴油的氮氧化合物含量明顯高, 10%生物油乳化油的氮氧化合物含量與0號柴油接近;乳化油的燃燒生成物微粒比生物柴油燃燒排放含量較高,低于0號柴油的燃燒生成物微粒(圖2)。

        試驗表明:這種合成乳化油可以在柴油內(nèi)燃機(jī)直接使用,可以有效減少燃燒生成物NOX含量;但是燃燒時間縮短,燃油經(jīng)濟(jì)性較差。

        2.2 生物柴油-甲醇混合分析

        生物柴油是一種生物再生替代燃料,該燃料內(nèi)部有少量氧成分,能顯著降低燃燒生成物HC、CO和微粒含量,而燃燒生成物NOX含量上升,要想使其減少,混合甲醇在生物柴油中即可實現(xiàn)。研究人員分析了生物柴油和甲醇合成燃料對車輛內(nèi)燃機(jī)特性、燃燒生成物微粒的影響因素。一臺4缸直列直噴柴油機(jī)在試驗臺上試驗,控制調(diào)節(jié)車輛內(nèi)燃機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速。生物柴油體積比例10%和20%甲醇。試驗表明,和車輛用純生物柴油比較,熱效率降低,比傳統(tǒng)柴油升高;混合燃料顯著降低車輛內(nèi)燃機(jī)燃燒生成物NOX和炭煙含量, CO和NO2含量高于傳統(tǒng)柴油;小于中低負(fù)荷期間,與車輛用傳統(tǒng)柴油相比較, NO2含量占NOx的比例增加68%(表1)。

        表1 混合燃料理化特性

        該乳化油熱效率高于車輛燃燒用傳統(tǒng)柴油,燃燒生成物NOX和微粒含量減少; 燃燒生成物CO和NO2含量升高。

        3 結(jié)束語

        車輛內(nèi)燃機(jī)用合成乳化油能使熱效率顯著提高,有效減少了車輛燃燒生成物NOX和微粒含量,車輛動力性略有下降,燃燒生成物CO含量上升。分析各方面性能,乳化油在車輛內(nèi)燃機(jī)上應(yīng)用,優(yōu)點大于缺點??梢娙榛驮谖覈磥淼陌l(fā)展具有非常大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,前景廣闊。

        參考文獻(xiàn)

        [1]周雅文,張高勇,王紅霞.汽油微乳化技術(shù)研究[J].日用化學(xué)工業(yè),2002,32(2):1-4.

        [2]盛酶,李為民,鄔國英.生物柴油研究進(jìn)展業(yè)透視[J].中國油脂,2003,28(4):66-69.

        [3]吳可克,等.微乳柴油的制備及其性研究[J].節(jié)能技術(shù),2003,Vo121,N06:14~21.

        [4]崔英德.實用化工工藝(中冊)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

        [5]何學(xué)良.內(nèi)燃機(jī)燃料[M].北京:中國石化出版社,1999.

        作者簡介:樊瑞軍(1980-),男,碩士,研究方向:替代燃料。endprint

        摘 要:文章介紹了乳化油的性能和在車輛內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用,分析了生物柴油-甲醇乳化油的構(gòu)成。發(fā)現(xiàn)車輛內(nèi)燃機(jī)用乳化油能有效提高熱效率,明顯降低燃燒生成物碳煙及NOX排放,動力性能有所下降,尾氣中CO含量有所上升。

        關(guān)鍵詞:乳化油性能;發(fā)動機(jī)性能;生物柴油;甲醇

        序言

        將車輛用燃油和水通過乳化劑經(jīng)一定技術(shù)條件合成形成乳化油。把幾種不同特性的液體以液珠形態(tài)混合形成分散體系的合成乳化液,這種狀態(tài)下的乳化油的穩(wěn)定性和分散性都不滿足車輛用的使用條件,通過油水乳化劑合成比較穩(wěn)定的乳化油。與車輛用燃料柴油比較,這種合成的乳化油燃燒特性好、燃油消耗低、燃燒生成物少。

        1 乳化油特性

        從試驗數(shù)據(jù)分析,把合成的乳化油壓入內(nèi)燃機(jī)的氣缸,在燃燒溫度漸漸升高時,合成乳化油里面的水分子先于車用燃油分子達(dá)到沸點,氣化作用使水分子產(chǎn)生“微爆“,將合成乳化油里面的車用燃油分子微?;訌?qiáng),乳化油的油滴和空氣形成的接觸面積加大,進(jìn)一步提高合成乳化油的燃燒效率。由于乳化油水分子的“微爆”把乳化油再次霧化,使油氣更加混合均勻,減少不完全燃燒的發(fā)生,從而有效降低燃燒生成物炭煙和顆粒,使微乳化油的燃燒效率提高。把汽油和甲醇按照不同配比合成(M15:甲醇15%,M50:甲醇50%),經(jīng)發(fā)動機(jī)臺架性能試驗檢測氮氧化物含量。發(fā)現(xiàn)合成乳化油燃燒生成物NOX含量減少(圖1)。

        圖1 汽油與甲醇60N·m混合燃燒NOX

        2 乳化油研究現(xiàn)狀

        2.1 生物乳化油研究現(xiàn)狀

        由于生物油黏度較高、酸性比較強(qiáng)、著火性能比較差,因此柴油內(nèi)燃機(jī)不能燃燒應(yīng)用,如果把車用內(nèi)燃機(jī)用柴油和生物油經(jīng)一定技術(shù)合成,形成的乳化油能在柴油內(nèi)燃機(jī)上直接使用。研究人員在柴油機(jī)性能試驗臺上研究了合成乳化油的燃燒和排放特性。發(fā)現(xiàn)生物柴油的熱效率比10%生物油乳化油和0號柴油高,比 20%生物油乳化油明顯高;乳化油比生物柴油的氮氧化合物含量明顯高, 10%生物油乳化油的氮氧化合物含量與0號柴油接近;乳化油的燃燒生成物微粒比生物柴油燃燒排放含量較高,低于0號柴油的燃燒生成物微粒(圖2)。

        試驗表明:這種合成乳化油可以在柴油內(nèi)燃機(jī)直接使用,可以有效減少燃燒生成物NOX含量;但是燃燒時間縮短,燃油經(jīng)濟(jì)性較差。

        2.2 生物柴油-甲醇混合分析

        生物柴油是一種生物再生替代燃料,該燃料內(nèi)部有少量氧成分,能顯著降低燃燒生成物HC、CO和微粒含量,而燃燒生成物NOX含量上升,要想使其減少,混合甲醇在生物柴油中即可實現(xiàn)。研究人員分析了生物柴油和甲醇合成燃料對車輛內(nèi)燃機(jī)特性、燃燒生成物微粒的影響因素。一臺4缸直列直噴柴油機(jī)在試驗臺上試驗,控制調(diào)節(jié)車輛內(nèi)燃機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速。生物柴油體積比例10%和20%甲醇。試驗表明,和車輛用純生物柴油比較,熱效率降低,比傳統(tǒng)柴油升高;混合燃料顯著降低車輛內(nèi)燃機(jī)燃燒生成物NOX和炭煙含量, CO和NO2含量高于傳統(tǒng)柴油;小于中低負(fù)荷期間,與車輛用傳統(tǒng)柴油相比較, NO2含量占NOx的比例增加68%(表1)。

        表1 混合燃料理化特性

        該乳化油熱效率高于車輛燃燒用傳統(tǒng)柴油,燃燒生成物NOX和微粒含量減少; 燃燒生成物CO和NO2含量升高。

        3 結(jié)束語

        車輛內(nèi)燃機(jī)用合成乳化油能使熱效率顯著提高,有效減少了車輛燃燒生成物NOX和微粒含量,車輛動力性略有下降,燃燒生成物CO含量上升。分析各方面性能,乳化油在車輛內(nèi)燃機(jī)上應(yīng)用,優(yōu)點大于缺點。可見乳化油在我國未來的發(fā)展具有非常大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,前景廣闊。

        參考文獻(xiàn)

        [1]周雅文,張高勇,王紅霞.汽油微乳化技術(shù)研究[J].日用化學(xué)工業(yè),2002,32(2):1-4.

        [2]盛酶,李為民,鄔國英.生物柴油研究進(jìn)展業(yè)透視[J].中國油脂,2003,28(4):66-69.

        [3]吳可克,等.微乳柴油的制備及其性研究[J].節(jié)能技術(shù),2003,Vo121,N06:14~21.

        [4]崔英德.實用化工工藝(中冊)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

        [5]何學(xué)良.內(nèi)燃機(jī)燃料[M].北京:中國石化出版社,1999.

        作者簡介:樊瑞軍(1980-),男,碩士,研究方向:替代燃料。endprint

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