柴油-含水乙醇乳化燃料配制及理化特性研究

以柴油作为乳化燃料主要成分,配制了含水乙醇质量分数分别为8.9%,16.1%,22.0%和27.3%4种乳化燃料,并对这些乳化燃料和柴油的理化特性、微观分布及结构进行观测和研究。实验结果表明:单一乳化剂Span80乳化效果较好;随着含水乙醇质量分数增大,乳化燃料的密度和运动黏度略有增加,表面张力略有减小,蒸发性变得更好,初始馏出温度明显降低,含氧量增加,十六烷值和低热值逐渐降低;含水乙醇均匀地分散在柴油中,形成油包水型乳化液,分散相液滴平均直径逐渐增大,乳化燃料稳定性逐渐变差。     

生物质热解燃油的精制与乳化燃料喷雾特性试验研究

通过蒸馏方法将生物质热解油（BPO ）精制后与柴油配制成乳化燃料,研究了影响乳化燃料稳定性的因素,结果表明,乳化燃料的稳定性与复合乳化剂HLB值和乳化温度有关,乳化剂的最佳 HLB值在7左右,乳化燃料的稳定性随乳化温度的提高先增大再减小,40℃时乳化燃料的稳定性最好。理化分析表明乳化油的密度、运动黏度、凝点等物理性质基本能够达到车用燃料标准。采用激光衍射技术对乳化燃料喷雾特性进行了研究,结果表明,随着生物质热解油乳化比例的增加,喷雾锥角先减小后增大,Sauter平均直径 D32逐渐增大,雾化质量逐渐变差。     

微乳化生物柴油的制备及其稳定性研究

微乳化生物柴油能够降低发动机NOx排放和烟度,还有一定的节能效果,是一种很有前景的代用燃料。采用TX4/TX7复合乳化剂制备了微乳化生物柴油,并系统地考察了复合乳化剂的KHLB值、配比量、乳化方式、水质、醇的种类及环境温度对微乳液稳定性的影响。研究表明,合适的配比可以形成微乳液,而乳化方式、水质和辅助表面活性剂醇对微乳液形成没有大的影响,温度对其稳定性影响比较大,温度越高稳定性越差。     

BED混合燃料稳定性及对高原地区发动机性能影响的研究

为研究生物柴油-乙醇-柴油(简称BED)混合燃料对高原地区发动机的性能影响,在不同环境下进行了BED混合燃料的相溶性和稳定性测试的基础上,在高原环境下进行了高压共轨柴油机燃用纯柴油和6组不同比例BED混合燃料的台架试验.结果表明,生物柴油、乙醇和柴油可在一定温度范围内按照不同比例配制成稳定的混合燃料,但其稳定性随温度降低而变差.当喷入气缸内燃料体积不变时,与燃用纯柴油相比,燃用BED混合燃料发动机的动力性下降;经济性有所改善,高速时改善效果更为明显;碳烟排放下降,高负荷时比低负荷时下降幅度更大.BED混合燃料的最佳喷油提前角随生物柴油比例的增加而减小,随乙醇比例的增加而增大.     

基于双子乳化剂的微乳化柴油配比优化

为了研究双子乳化剂对微乳化柴油稳定性的影响,以 Minitab 软件设计单因素试验、Plackett‐Burman 试验、爬坡试验、Box‐Behnken 试验,通过 Box‐Behnken 试验数据,建立响应面模型,通过 Minitab 软件中的寻优模块,对试验结果寻优,得到最优的试验配方（体积分数）：复配乳化剂比例2．13％,蓖麻油比例1．02％,柴油比例80．85％, HLB 值6．56,葡萄糖水溶液16％,溶液中葡萄糖质量分数18．68％。试验结果表明：利用双子乳化剂制备的微乳化柴油稳定时间为292．6 h ,通过试验验证得到的稳定时间为286 h ,与理论误差为4．7％,较传统乳化剂稳定时间提高大约10％,复配乳化剂的比例减少12％,助溶剂比例减少5％,溶液中的葡萄糖比例提高9％,且制备的微乳化柴油颜色澄清透明。     

柴油/GTL混合燃料特性及对柴油机排放的影响

研究了不同比例的柴油与天然气合成油(GTL)混合燃料的主要理化特性,采用ECER49十三工况法测试了一台增压柴油机燃用各种混合燃料的有害排放。结果显示:随GTL比例的增加,混合燃料的密度、硫和芳烃含量逐渐减小,黏度、十六烷值和低热值逐步增大,以70%馏出率为界,GTL馏程从大于变为小于柴油的馏程;与柴油相比,GTL能降低所有常规排放,且随GTL比例增加,降低趋势愈明显。     

乳化沥青乳液微粒粒径变化特征研究

乳化沥青微粒粒径大小和分布情况作为乳化沥青质量控制的重要参数,对乳化沥青的储存稳定性和使用性能有着重要的影响。通过分层微粒粒径试验,研究乳化沥青在储存过程中的微粒粒径变化特征,发现乳液微粒的平均年粒径随时间增加而递增,随深度增加而增大,且随着乳化剂含量的增加而减小,研究结果为乳化沥青的生产、储存和施工提供理论参考。     

添加乙醇对柴油-生物柴油混合燃料性能的影响

在一台小型直喷式柴油机上进行柴油-生物柴油(柴油70%,生物柴油30%)与柴油-生物柴油-乙醇(柴油70%,生物柴油20%,乙醇10%)两种混合燃料的燃烧、油耗和排放性能对比试验.分析了乙醇的加入对柴油-生物柴油混合燃料的发动机燃烧压力、滞燃期、放热规律、比油耗等的影响.     

生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的燃烧与排放特性

为了改善发动机燃用高比例生物质混合燃料的性能,在中等比例的生物柴油-柴油混合燃料中分别添加5%、10%和20%体积比的乙醇（分别用BD50E5,BD50E10和BD50E20表示）,在一台6缸增压共轨柴油机上,将发动机的转速稳定在1 600 r·min^-1,选择7个不同的负荷点测定不同掺混比生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的燃烧与排放性能,并将其与柴油进行对比。结果表明：在平均有效压力为0.322 MPa的低负荷条件下,发动机为预喷加主喷喷油策略,在预喷的低温反应阶段生物柴油-柴油-乙醇混合燃料产生了大量羟基自由基,因此混合燃料的缸内最大压力和最大瞬时放热率均高于柴油;随着负荷的增大,当平均有效压力为0.805 MPa时,发动机的喷油策略转变为单段喷射,乙醇的热值较低导致生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的缸内最大压力和最大瞬时放热率低于柴油;随着乙醇掺混比的增大,受乙醇低十六烷值和高汽化潜热的影响,生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的滞燃期明显延长;强烈的预混燃烧和乙醇的高含氧量使混合燃料的燃烧速度明显加快,乙醇的添加有利于燃料集中放热从而缩短燃烧持续期;与纯柴油相比,BD50E5,BD50E10和BD50E20的NO_x排放量分别升高了10.46%、12.59%和17.52%,碳烟排放量分别降低了37.91%、45.85%和49.25%,CO排放量分别降低了20.24%、36.43%和46.43%,HC排放量分别降低了12.53%、4.40%和0.76%。     

发动机燃用生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的性能试验

为了降低柴油机燃用中等比例生物柴油-柴油混合燃料的污染物排放,在1 400r/min和2 000r/min不同负荷条件下,首先对比分析了发动机燃用生物柴油-柴油混合燃料与纯柴油的性能差异,然后在中等比例的生物柴油-柴油混合燃料中分别掺混10%和20%(体积比)的无水乙醇,测定了乙醇掺混比对发动机经济性、动力性和排放特性的影响。结果表明:与纯柴油相比,生物柴油-柴油混合燃料的有效燃油消耗率上升,动力性略有下降,炭烟排放降低,而NO_x排放升高。随着乙醇掺混比的增大,生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的有效燃油消耗率升高,小负荷时受乙醇汽化潜热的影响导致有效热效率下降,中等负荷时乙醇对有效热效率的影响不大,而大负荷时乙醇的高含氧量能够提高发动机的有效热效率。1 400r/min和2 000r/min全负荷条件下,发动机的最大功率随乙醇掺混比的增大而下降。在不同负荷条件下,随着生物柴油-柴油-乙醇混合燃料中乙醇掺混比的增大,发动机的炭烟、NO_x和CO排放逐渐降低,小负荷时乙醇的高汽化潜热导致HC排放明显升高。     

缸内直喷醇类燃料发动机的燃烧与排放特性

根据所测的示功图和排放,分析了一台采用火花点火、缸内直喷周向分层燃烧系统的发动机在燃用甲醇和乙醇时的性能和燃烧特性。研究表明,醇类燃料发动机的燃烧由预混燃烧与扩散燃烧组成,具有非常快的燃烧速率,而且非常稳定,ATDC(3°CA～6°CA)就燃烧完50%燃料,循环变动小于6%。与燃用乙醇相比,燃用甲醇时滞燃期较短,燃烧速率较快。由于采用分层燃烧,醇类燃料发动机具有与直喷柴油机相当的热效率,在负荷特性上,燃用醇类燃料时的NOx排放仅为柴油机的10%～40%,且能实现无烟燃烧,CO排放的增加低于1%,HC排放高于柴油机。     

盾构隧道快硬高性能同步注浆材料研究

为满足某些特殊盾构工况(地下水流大、断面水压高、冲刷力强)注浆工程及抢修、补注工程的顺利施工,需研制具有快硬、抗水分散性和稳定性好等特点的高性能同步注浆材料。以42.5快硬硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)、粉煤灰(FA)、矿渣微粉(SL)和砂作为基体材料,采用聚羧酸减水剂(PC)-膨润土(BE)-三乙醇胺早强剂(TEA)的复合保水、稳定、早强外加组分,优选配合比为R.SAC42.5∶FA∶SL∶BE∶砂∶水∶PC∶TEA=1∶3∶1∶0.5∶10∶2.25∶0.03∶0.08%,制备出初始流动度为210 mm、泌水率为0.14%、浆液pH值为9.6、1 d抗压强度为2.5 MPa的盾构隧道快硬高性能同步注浆材料。     

F-T柴油与正丁醇混合燃料的燃烧和排放特性研究

F-T柴油具有十六烷值高、几乎不含硫和芳香烃的特点,正丁醇是能量密度较高的可再生的生物质燃料。在增压中冷4缸柴油机上对比研究了0号柴油、F-T柴油和F-T柴油-正丁醇混合燃料的燃烧、排放特性。结果表明:与柴油相比,掺混丁醇后缸内压力峰值、压力升高率降低;燃用F-T柴油-正丁醇混合燃料可同时降低炭烟和NO_x排放,随着正丁醇掺混比例的提高炭烟排放显著降低,F-T柴油掺混20%正丁醇的炭烟排放降幅高达67.8%,NO_x排放降幅达20.9%。     

随车乳化器在N485Q柴油机上节能研究

阐述了乳化柴油的节能机理,指出柴油机燃用不稳定乳化油的可能性;根据不稳定乳化油的特性,以N485Q柴油机为研究对象,设计了4种不同结构的随车乳化器(该乳化器不必添加乳化剂,能耗小,能将柴油边乳化边燃烧);通过各种不同配比乳化油的稳定特性试验,确定了在N485Q柴油机上使用的最佳随车乳化器。最后考察N485Q柴油机在原机结构参数、最佳随车乳化器条件下,最大转矩转速(1 800 r/min)和最大功率转速(2 300 r/min)处燃用不同油水配比乳化油时的节能效果,获得乳化油的最佳油水配比。     

改性沥青中SBS改性剂掺量的热重分析

SBS是一种高分子橡塑类聚合物,将其掺人普通沥青中进行改性,可以充分发挥它的高温稳定性、低温抗裂的优势,显著地提升道路沥青的质量和使用性能。通常SBS改性沥青的含量为3％-5％,当SBS含量不足时,难以形成连续空间网状结构,从而导致改性沥青的性能无法达到预期的目标,大打折扣,严重时会导致改性沥青的不稳定或者在使用过程中的降解,严重的影响工程质量。然而,目前还没有一个准确的快速方便的进行SBS改性剂掺量的检测方法。本文将利用热重法对SBS改性沥青进行分析,得到并分析了不同SBS含量的改性沥青的热重曲线。研究发现,改性沥青热重曲线的第三失重峰所对应温度随着SBS含量的升高而线性地增大,因此可以作为一种检测改性沥青中SBS掺量的快速可行的方法,在高速公路行业推广应用。     

Physical-chemical properties of ethanol-diesel blend fuel and its effect on the performance and emissions of a turbocharged diesel engine

This paper deals with the main physical-chemical properties of ethanol-diesel blend and the effects of ethanoldiesel blends (up to 15% volume) on engine performance (full load torque vs. engine speed, BSEC vs. torque at 1400 r/min and 2300 r/min, and effect of start of injection angle) and emissions in ECE R49 tests (steady 13 points) using a 6.6 L inline 6-cylinder turbocharged direct injection diesel engine. The results show that an increase in ethanol fraction results in decreased viscosity of the blend fuel and very high distillation characteristics in the low temperature range. Solvents can improve the solubility of ethanol-diesel blends. The engine power was degraded proportional to the ethanol content (10% and 15%) due to the LHV (low heating value) of the blends. The higher latent heat of vaporization and lower CN (cetane number) of ethanol, which results from the steady state emissions of CO, HC, and SOF (soluble organic fraction), were much higher in the ECE R49 tests at low loads. Soot (solid mass) emissions were improved. The particulate matter emissions were significantly increased with higher blend volumes, and NOx emissions slightly increased with higher ethanol volumes. By increasing the injection angle properly, the performance parameters of the diesel engine were improved, but NOx emissions were deteriorated slightly.     

柴油/生物柴油/乙醇三元混合燃料最佳掺烧比的研究

运用均匀设计研究柴油/生物柴油/乙醇混合燃料的最佳掺烧比,建立以NOx、燃油消耗率、烟度为评价指标的二次多项式模型,确定基于评价指标单独优化及综合优化的最佳掺烧比。结果表明,以NOx为优化目标,综合考虑所有工况,生物柴油的掺烧比例与乙醇的掺烧比例应当成反比,柴油/生物柴油/乙醇最优掺烧比为0.85/0.05/0.1。以燃油消耗率为优化目标,综合考虑所有工况,随着生物柴油比例的增加燃油消耗率先减少后增大,随着乙醇比例增加燃油消耗率增大,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.72/0.23/0.05。以烟度为优化目标,综合考虑所有工况,随着生物柴油比例的增加烟度先减少后增大,随着乙醇比例增加烟度增大,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.74/0.21/0.05。以综合为优化目标,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.75/0.25/0.05。