添加納米顆粒燃油對(duì)柴油機(jī)性能影響研究.pdf

1、當(dāng)前傳統(tǒng)化石燃料面臨著資源短缺、環(huán)境污染的巨大壓力，尋找合適的替代能源成為內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)，金屬納米顆粒具有體積能量密度高、著火點(diǎn)低、儲(chǔ)量豐富、無污染、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，隨著納米科技的發(fā)展，使得金屬納米顆粒作為能源在內(nèi)燃機(jī)中使用成為可能。金屬能源在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)使用面臨許多困難，如尚無合適的固體燃料供給系統(tǒng)。本文采用將金屬納米顆粒添加到柴油中的方法，制作出流態(tài)納米燃料作為內(nèi)燃機(jī)直接使用的燃油。
　　本文為了研究納米顆粒對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影

2、響，選用了50nm和80nm CeO2、30nm Al2O3、30nm ZnO、20nm Cu、50nm Al和鈍化Al、50nm Fe顆粒，其中80nm CeO2使用Tween-60進(jìn)行表面改性。首先通過電子顯微鏡對(duì)原始納米顆粒進(jìn)行形貌分析，判斷納米顆粒的形狀、粒徑、團(tuán)聚狀況等要素是否符合試驗(yàn)要求；將納米顆粒添加到柴油中，分別制作出CeO2-50、CeO2-100、改性CeO2-50、改性CeO2-100、Al2O3-100、Al2O

3、3-200、ZnO-100、ZnO-200、Al-100、Al-200、鈍化Al-100、鈍化Al-200、Cu-50、Cu-100、Fe-50、Fe-100。應(yīng)用動(dòng)態(tài)光散射法對(duì)燃料的上層油液進(jìn)行粒度分析，發(fā)現(xiàn)測(cè)試得出的粒度相對(duì)于納米顆粒的原始粒度存在較大程度的增加。其中進(jìn)行表面改性后的80nm CeO2分散性最好，在柴油中的分散可以達(dá)到單個(gè)納米顆粒獨(dú)立存在的狀態(tài)；20nm Cu的分散性較差，在柴油中沉淀較多，穩(wěn)定存在的上層油液的納米粒

4、度為400nm左右，粒度較大且沉淀較多，所以在后續(xù)的臺(tái)架試驗(yàn)中并未使用該燃料。此外，發(fā)現(xiàn)濃度影響流態(tài)納米燃油的粒度，濃度越小，納米粒度越小。
　　將制作的流態(tài)納米燃料應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，測(cè)試其在25％、50%、75%和90%負(fù)荷下對(duì)柴油機(jī)燃油消耗率、排放和示功圖的影響。在現(xiàn)有試驗(yàn)條件下，14種流態(tài)納米燃料在75%負(fù)荷下對(duì)柴油機(jī)的燃油消耗率產(chǎn)生積極效果，其中CeO2-50和Fe-50效果最佳，分別降低油耗2.23%和2.08%；針