普通柴油机燃用乳化型生物柴油的实验研究

摘要

能源问题是影响一个国家政治、经济和可持续发展的重要因素。20世纪70年代，中东战争引发了全球性能源危机，人们深刻认识到石油、煤、天然气等化石能源的有限性。近几年迅速崛起的汽车业，成了谋杀原油的头号杀手。据统计，2003年我国原油消费量2.52亿吨，全年原油进口量9112.63万吨，其中，车用燃油消耗达到7000万吨，约占2003年石油消费量的30％左右，而今后汽车消耗原油量的比例将升至50％，中国的轿车普及率还只是美国的一个零头，可以看到随着汽车数量的增加，耗油量将大幅度增加。 随着汽车保有量的不断增加，汽车排放对生态环境、人类健康和经济发展所造成的严重影响，已经受到各国政府和人民的普遍关注。据美国的研究报导，大气中的污染物约50％来自汽车排放，20世纪以来汽车尾气排放的大量二氧化碳、二氧化硫和氯氟烃等污染物破坏了生态环境，由于二氧化碳、二氧化硫排放造成的“温室效应”导致气候变暖、酸雨巨增。汽车尾气中含有的污染物已经严重地污染了城市的空气。 本文的主要研究内容就是在这种背景下提出的，以乳化型生物柴油为发动机代用燃料，会很好解决能源和污染这两大难题。本文全面、系统地查阅和收集了国内外有关发动机代用燃料及其在发动机上应用技术的文献资料，并进行了细致的分析和探讨。在借鉴其它发动机代用燃料应用于发动机的基础上，借助各种实验仪器和设备，完成了乳化型生物柴油的物理特性实验研究，掌握了不同比例乳化型生物柴油的物理特性。获得最佳的乳化型生物柴油油品试样后，将其应用于经过简单改装后的普通柴油机，做柴油机的负荷特性试验、排放特性试验、烟度特性实验以及在空载怠速下发动机特性实验，并且与柴油机燃用普通柴油的试验结果进行对比，分析两种试验结果的不同并分析原因。 本文在完成以上试验与分析外，将会对试验中存在的问题和不足进行总结，明确今后的改进方向，为以后同类的设计与试验提供科学的依据和参考，为今后乳化型生物柴油的应用推广奠定坚实的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究背景及其意义

1.1.1我国严峻的石油资源形势

1.1.2我国浪费惊人的农林生物质资源

1.1.3造成严重影响的车辆污染物排放

1.1.4世界上车辆日益严格的排放标准

1.2发动机代用燃料的研究和应用现状

1.2.1植物油和生物柴油燃料

1.2.2醇类燃料

1.2.3压缩天然气(CNG)

1.2.4液化石油气(LPG)

1.2.5二甲醚(DME)燃料

1.3研发乳化型生物柴油的目的和意义

1.4本论文研究的主要内容及目标

1.4.1研究的主要内容

1.4.2研究的目标

2乳化型生物柴油的制取方法及其物性研究

2.1乳化型生物柴油的主要优势

2.1.1丰富的原料来源

2.1.2优越的环保特性

2.2乳化型生物柴油的制取工艺流程

2.2.1生物质液化燃油(bio-oil)的制取

2.2.2生物质液化燃油(bio-oil)的特性

2.2.3乳化型生物柴油的制取

2.3乳化型生物柴油的物性测定

2.3.1密度

2.3.2粘度

2.3.3闪点

2.3.4 PH值

2.3.5试验结果分析

2.4本章小结

3试验设备研制与试验步骤

3.1试验设备与原料简介

3.2试验设备安装简介

3.2.1台架基础

3.2.2测功机安装

3.2.3普通柴油机安装

3.2.4柴油机油路改装

3.2.5传感器安装

3.3试验步骤

3.4本章小结

4实验结果与分析

4.1负荷特性

4.1.1负荷特性数据表

4.1.2负荷特性曲线

4.1.3负荷特性分析

4.2排放特性

4.2.1排放特性数据表

4.2.2排放特性曲线

4.2.3排放特性分析

4.3怠速特性

4.4冷启动性能

4.4.1燃油加温系统设计的理论依据

4.4.2燃油加温系统方案设计

4.5动力性

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢