基本信息
- 项目名称：
- 柴油机燃烧乙醇柴油混合燃料的燃油经济性及排放特性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文的研究内容主要设计了乙醇与柴油混合的相溶稳定性，在借鉴国外最新研究成果的基础上对不同掺混比的乙醇柴油进行了试验研究。通过台架试验对燃烧0#柴油与燃烧乙醇柴油的发动机性能在理论上作出对比，使车辆尽可能节能减排。
- 详细介绍：
- 本文试验用乙醇部分代替柴油并加入一定比例的助溶剂来配制混合燃料，之后对乙醇柴油混合燃料进行发动机台架试验并记录实验数据。在相同条件下对比分析燃烧乙醇柴油的排放特性能否优于燃烧0#柴油的。同时对燃烧乙醇柴油与燃烧0#柴油的发动机经济性作出比较，分析燃烧乙醇柴油混合燃料的发动机经济性能否优于燃烧0#柴油的。最后对所配制的乙醇柴油混合燃料进行定时观察，记录其能够稳定存在的时间。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 作品撰写的目的：在于少用石油燃料，节能减排。这将在很大程度上节省石油资源，缓和我国石油危机进而降低我国石油对外依存度。 作品撰写的基本思路： （1）在常温下配制乙醇柴油混合燃料，用搅拌机搅拌5分钟以使其混合均匀。 （2）油品配置完成后对乙醇柴油混合燃料取样观察。 （3）对柴油和乙醇柴油混合燃料进行发动机台架试验。 （4）对燃烧柴油和乙醇柴油混合燃料的实验现象和数据进行对比分析。
科学性、先进性及独特之处
- 本文在理论上借鉴了国内外乙醇柴油混合燃料的最新成果和进展，具有可靠的理论依据。在研究内容上，从乙醇、柴油和助溶剂等实验药品混合的比例和所得混合燃料通过柴油机台架试验进行发动机燃烧性能以及排气检测分析两方面进行试验，在研究方法上，采用成熟技术路线和研究手段。此项目注重多学科的交叉和互补，并吸收了许多在相关领域有创新学术思想和重要研究成果。
应用价值和现实意义
- 随着国际燃油价格的不断攀升以及国内“柴油荒”的持续，使得生物质能源行业获得了大好的发展时机。随着乙醇汽油在发动机上的推广使用，借鉴于乙醇汽油的研究经验，乙醇柴油在柴油机上的研究必定意义重大。海南作为国际旅游岛和低碳试点的第一个省份，乙醇柴油可以有效地起到节能减排的作用，由于其不需要改变发动机原参数而最有希望得到推广应用。
学术论文摘要
- 该文采用正丁醇作为助溶剂，研究了以柴油、乙醇和正丁醇的体积比为不同比例所配置混合燃料的相溶性，分析了不同乙醇掺混比混合燃料对发动机经济性及排放特性的影响。研究结果表明：由于乙醇和柴油物化特性的差异，乙醇和柴油的相溶性较差，添加适量正丁醇可有效促进乙醇和柴油的均匀相溶。随着乙醇柴油混合燃料中乙醇掺混比的增大，在中、小负荷时燃烧混合燃料的当量燃油消耗率逐渐增大，在大负荷时当量燃油消耗率逐渐减小；CO排放量在小负荷时增加，而在中、高负荷时降低；在发动机所有工况下，燃烧混合燃料的HC排放量都高于燃烧0#柴油的，而NOx排放量及碳烟排放量都有所下降。
获奖情况
- 作品于2011年4月28日年在海南大学向海南大学校报编辑部投稿。
鉴定结果
- 本论文为个人撰写，实验数据的获得借助于四位指导老师的帮助。项目论文是在陈老师的悉心指导下完成的。
参考文献
- [1]王建昕,闫小光,程勇,蒋恒飞. 乙醇-柴油混合燃料的燃烧与排放特性[J]. 内燃机学报, 2002, (03) . [2]胡强,彭美春,黄华. 柴油机掺烧乙醇的排放特性实验研究[J]. 小型内燃机与摩托车, 2007, (01) . [3]李双定.乙醇柴油混合燃料发动机的试验研究[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库,2008,(12) . [4]李冠峰,胡知,陈亮,王导南,王新威. 柴油—乙醇混合燃料直接在柴油机上使用的试验研究[J]内燃机, 2004, (03). [5]肖明伟,陈振斌,何金戈,张惜辉. 燃烧乙醇-柴油时发动机的性能与排放特性研究[J]. 小型内燃机与摩托车, 2010, (06) . [6] 杜宝国. 乙醇-柴油-汽油混合燃料在柴油机上的应用研究[D]大连理工大学, 2003 . [7] 吕兴才,杨剑光,张武高,黄震. 乙醇-柴油混合燃料的理化特性研究[J]内燃机学报, 2004, (04) . [8]于世涛,郭英男,卓斌,刘金山,杨林. 乙醇-柴油混合燃料的理化特性的研究[J]内燃机工程, 2004, (06).
同类课题研究水平概述
- 国外从20世纪80年代起就开始重视乙醇作为柴油机代用燃料的实验研究工作，目前处于小范围的试验、试用阶段。日本的洋马公司经多次试验已基本解决了乙醇与柴油混合的分层问题，正着力进行乙醇柴油混合燃料的发动机使用试验。美国ADM公司已开展了乙醇柴油的研究工作，含乙醇15％、其它添加剂5％、柴油80％的乙醇柴油混合燃料已经在柴油车上进行了386km的行车试验。泰国科学技术和环境部、泰国国家石油公司与美国福特汽车公司合作研究开发生物乙醇燃料用于柴油车。国内在柴油机燃烧乙醇柴油混合燃料的实验研究方面虽然从上世纪90年代早期就已经起步，但其基本途径是对柴油机改进后，采用乙醇与柴油分别供给的方法进行双燃料试验，并取得了可行的结论。而乙醇和柴油直接混合后使用的研究目前还不多。 目前，国内外在柴油机上燃烧乙醇柴油混合燃料的研究主要集中在以下几个方面：乙醇柴油混合燃料的理化特性研究，乙醇柴油混合燃料的制备方法以及最佳掺混比的研究，在对发动机参数不做任何调整时燃烧乙醇柴油混合燃料的经济性和排放特性等。柴油机燃烧乙醇柴油混合燃料主要通过以下几种方式：①熏蒸法：利用醇燃料表面张力及粘度低的特点通过进气管添加乙醇。②双燃料系统法：在柴油机上装有两套分开的喷油器系统，其中一套用来压燃纯乙醇。③柴油醇燃料：用机械搅拌或添加助溶剂、乳化剂等将乙醇和柴油配置成混合燃料。上述掺烧方式中的前两种，汽车和发动机的结构变化较大，不易于在现生产车和正在使用的柴油机上应用。对于第三种掺烧方式，由于基本不改变发动机结构而最有可能实现商业化。
