煤制油的喷雾燃烧及排放特性实验研究

摘要

论文对煤制油(煤直接液化柴油:DDCL,煤间接液化柴油:F-T柴油)作为车用替代能源的相关问题进行了研究。分析了两种煤制油理化特性与欧IV柴油(DF)的差异;在定容弹上进行了煤制油与DF的喷雾特性对比研究;在发动机台架上进行了煤制油与DF的燃烧排放特性对比研究,主要研究内容及结果如下:
　　1煤制油理化特性方面:
　　DDCL的密度比DF高5.27％,F-T柴油比DF低7.36%;DDCL的热值比DF仅低0.79%,F-T柴油比DF高1.89%;DDCL的十六烷值比DF低12.72%,F-T柴油比 DF高40.5%;两种燃油均主要由饱和烃构成,芳烃的含量极少;两种煤制油的馏程温度和粘度相对于DF较低,几乎不含硫。基于两种煤制油的特点,将两种煤制油互配,并选出DDCL:F-T柴油=3:1的混合油进行喷雾、燃烧及排放实验。
　　2喷雾特性方面:
　　DDCL喷雾前锋贯穿距离大于DF,F-T柴油与DF相差不大,两种煤制油的喷雾锥角要略大于DF,混合煤制油的喷雾前锋略大于DF,喷雾锥角差别不大,几种燃油的喷雾前锋贯穿距离和锥角与DF虽有所差别,但差别较小;随着喷射压力的提高和喷孔直径的增大,几种燃油的喷雾前锋贯穿距离和锥角随之增大,随着环境密度的提高,喷雾前锋贯穿距离减小,锥角增大。
　　3燃烧特性方面:
　　在低负荷时(IMEP=5bar),DDCL的滞燃期比DF长,预混放热量和预混放热峰值比 DF的高,压力升高率较高且对应的曲轴转角靠后,F-T柴油表现的燃烧特性与DDCL相反。随着负荷增大(IMEP=7.5-15 bar),煤制油和DF燃烧特性的差异逐渐减小。改变喷油时刻不能使煤制油的燃烧特性与DF接近,但将两种煤制油按一定的比例混合(DDCL:F-T柴油=3:1)得到的混合煤制油的燃烧特性与DF的差异较小。
　　4排放特性方面:
　　测试工况内,F-T柴油的NOx排放量比DF小,DDCL的比DF略高;F-T柴油和DDCL的Soot排放分别平均降低了37.31%和19.2%;F-T柴油的HC排放量比DF低(平均低13.14%),而DDCL在低负荷时比DF稍高,中等负荷时接近,高负荷时略低于DF;F-T柴油的CO生成量比DF低(平均低11.19%),DDCL比DF高(平均高11.03%),随着负荷的增大三者的CO的排放量逐渐接近;混合煤制油的四种污染物的排放量均低于 DF。测试结果表明燃用煤制油并没有造成某种非常规排放物的大规模增长,与DF处于同一量级。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究意义及内容

第二章 煤制油理化特性分析研究

2.1 欧IV、DDCL、F-T柴油理化特性分析对比

2.2 混合煤制油理化特性分析及选取

2.3本章小结

第三章 煤制油的喷雾特性实验研究

3.1 喷雾特性实验设备及实验方法

3.2 喷雾特性实验结果及分析

3.3本章小结

第四章 煤制油的燃烧及排放特性实验研究

4.1 燃烧和排放特性实验设备及方法

4.2 燃烧特性实验结果与分析

4.3 排放特性实验结果分析

4.4本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢