低摻燒比生物柴油排放及顆粒物理化特性研究.pdf

1、面對化石能源的過度開采以及環(huán)境污染的日益嚴峻這兩個關(guān)鍵問題，開發(fā)新能源來替代傳統(tǒng)化石燃料已成為現(xiàn)階段的研究熱點。生物柴油因其可再生性和環(huán)保性等優(yōu)點愈加受到專家學者的關(guān)注,是一種理想的代用燃料。開展柴油機燃用生物柴油常規(guī)排放與顆粒物理化特性的研究存在很大理論價值和應用意義。
　　本文采用試驗手段研究了186FA柴油機燃用不同比例調(diào)合生物柴油的常規(guī)排放特性，利用微孔均勻沉積式碰撞采集器（MOUDI）分析了排氣顆粒物質(zhì)量濃度與粒徑分布特

2、性的變化規(guī)律。結(jié)果表明：低負荷時，生物柴油對常規(guī)排放的影響較小，中高負荷時，生物柴油的摻燒比越高，CO、HC與碳煙的排放降幅越大，而NOX的排放上升。顆粒物質(zhì)量排放隨負荷的增加而逐漸上升，同時粒徑越高，顆粒物質(zhì)量濃度越低。高負荷時摻燒生物柴油可明顯改善積聚態(tài)顆粒的排放，生物柴油添加比例越高，顆粒物質(zhì)量濃度下降越多。
　　利用掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）研究了生物柴油對柴油機顆粒物的空間分布及整體形貌等微觀形態(tài)的影響?；?/p>

3、MATLAB平臺完成圖像預處理與迭代統(tǒng)計兩個主要程序設計，通過引入計盒維數(shù)算法（Box-counting）對顆粒物的致密程度和不規(guī)則形貌作定量表征。結(jié)合熱重分析儀（TGA）與高倍透射電鏡（HRTEM）兩種分析技術(shù)研究了摻燒生物柴油對排氣顆粒物氧化特性的影響以及微觀結(jié)構(gòu)對氧化活性的影響規(guī)律。結(jié)果表明：燃料中添加生物柴油對粗粒子態(tài)顆粒物的堆積情況有顯著影響，摻混一定比例范圍內(nèi)的生物柴油對原始粒徑影響很小，超出范圍后粒徑明顯增大。中低負荷時，

4、排氣顆粒物所包含的原始粒子數(shù)量較少，顆粒物形貌較單一，以球狀和鏈狀為主，隨著發(fā)動機負荷的增加，原始粒子數(shù)量逐漸增加，原始粒子的凝聚現(xiàn)象加劇，顆粒形貌變得復雜。中高負荷時摻燒生物柴油對顆粒物的微觀形貌改善較明顯，當摻混比提高時，顆粒的整體尺寸與分形維數(shù)均逐漸減小，顆粒物中SOF組分逐漸增加，碳煙組分逐漸越少。摻燒生物柴油易產(chǎn)生多核結(jié)構(gòu)顆粒物，多核顆粒內(nèi)核的氧化活性高于外殼，氧化過程中會出現(xiàn)中空膠囊狀結(jié)構(gòu)，單核顆粒的氧化過程是由外殼逐步過渡