生物柴油混合燃料预混合均一性实验研究

通过对生物柴油与0#柴油混合燃料B20(生物柴油体积含量为20%)的密度测试来进行生物柴油混合燃料预混合均一性实验研究。通过多种方法混合且在标定温度下进行试验,结果表明,生物柴油混合燃料B20的密度最接近于0#柴油的密度标准范围,混合均一性良好。     

生物柴油在柴油机上的试验研究

介绍生物柴油的主要特性,在未对柴油机作任何调整的情况下,测试B20生物柴油和0号普通柴油的柴油机负荷特性和外特性试验,比较和分析两种燃料的动力性和经济性表明：掺混野生植物的B20生物柴油可以作为0号柴油的替代燃料在柴油机上使用,只是柴油机功率略有下降,油耗有所上升。     

基于水面边界的小尺度柴油池火焰高度及其周期振荡频率特性研究

以水面为边界的燃油燃烧常出现于海洋表面浮油的就地燃烧及各类工业生产过程中由于燃油泄漏而导致的火灾安全事故中.以柴油为燃料,针对直径为D=9.5 cm小尺度的圆形油池,分别以水层厚度1、2、3 cm为边界,对0.5～1.7 cm不同油层厚度的燃油火焰特性进行实验研究,从火焰形态学角度对火焰高度及其振荡频率进行分析,研究结果表明:火焰高度与水层厚度L_w和油池厚度L_0有较强的耦合关系,并基于经典的Thomas模型,建立适用于不同水层厚度边界的油池火焰高度预测模型.同时,以不同水面为边界的油池火焰振荡均呈现了周期性的收缩和膨胀特性,但其振荡频率却与L_0D/L_w之间存在反比例关系.     

斯特林发动机燃烧室氧-柴油无焰燃烧的数值研究

对斯特林发动机燃烧室氧-柴油无焰燃烧进行数值模拟。研究表明：氧-柴油无焰燃烧相比于传统氧-燃料燃烧需要卷吸更多的烟气来对纯氧进行稀释。直流燃烧室和旋流燃烧室内实现无焰燃烧的引射比分别为32和11.5,旋流燃烧室有助于无焰燃烧的实现。氧-柴油无焰燃烧的火焰峰值温度比传统燃烧模式低600 K左右,火焰峰值温度大幅下降。氧-燃料模式下燃烧室温度变化在20%以上,而氧-柴油无焰燃烧模式下温度变化小于15%,燃烧室温度均匀性显著提高。     

斯特林发动机燃烧室氧-柴油无焰燃烧的数值研究

对斯特林发动机燃烧室氧-柴油无焰燃烧进行数值模拟。研究表明:氧-柴油无焰燃烧相比于传统氧-燃料燃烧需要卷吸更多的烟气来对纯氧进行稀释。直流燃烧室和旋流燃烧室内实现无焰燃烧的引射比分别为32和11.5,旋流燃烧室有助于无焰燃烧的实现。氧-柴油无焰燃烧的火焰峰值温度比传统燃烧模式低600 K左右,火焰峰值温度大幅下降。氧-燃料模式下燃烧室温度变化在20%以上,而氧-柴油无焰燃烧模式下温度变化小于15%,燃烧室温度均匀性显著提高。     

生物柴油在船用发动机上的应用及技术分析

简要介绍已开发的内燃机替代燃料的种类及其燃料特性,介绍生物柴油在船用发动机领域的国内外研究成果和应用现状,重点围绕生物柴油在船用柴油机上的运转特性和排放特性进行综合分析,针对生物柴油应用中存在的问题,探讨了可能采取的技术措施。     

不同喷油策略对燃生物柴油船用柴油机燃烧和排放的影响

由于生物柴油可再生、无毒、可降解、可持续等优点,生物柴油受到了越来越多的关注。为了分析生物柴油燃烧特性和喷油策略对柴油机燃烧和排放特性的影响,本文建立三维CFD仿真模型,并采用ChemkinⅡ代码与三维AVL-Fire相耦合的方法进行计算。计算的机理主要考虑了生物柴油饱和度的69种产物和204种化学反应,并利用验证后的仿真模型研究了2种工况下3种不同喷油策略对柴油机功率、缸压、放热率、CO和NO_x排放的影响。     

柴油机掺烧生物柴油结合进气道加湿技术及喷油提前角优化

为探索掺混生物柴油燃烧耦合进气道加湿技术及喷油提前角优化对柴油机燃烧及排放性能的影响,基于TBD234V6型柴油机,应用AVL-fire软件建立仿真模型进行研究.选取柴油机在75％中高负荷工作时,生物柴油掺混比为40％通过设置0.5～2.5共5组不同水油比做仿真分析.结果表明:在生物柴油掺混比为40％(B40)时,随水...     

掺烧不同比例二甲醚柴油机燃烧与排放特性的影响

为研究不同比例的二甲醚/柴油混合燃料的燃烧性能与排放特性的研究，以4190ZLC-2型船用中速柴油机为原型机，运用AVL_FIRE仿真软件构建燃烧室高压循环模型，首先通过仿真数据与台架试验的缸压曲线进行对比，验证模型的准确性。研究结果表明：经过双喷油孔的二甲醚（DME）进入缸内后，呈现明显的燃烧阶段DME低温燃烧和柴油扩散燃烧；随着DME的掺烧比例的增大，缸内压力和温度峰值有增大的趋势，对应的相位有所提前；在100%负荷工况下NOX排放最终呈现先减小后增大；在CO和碳烟排放中呈现显著降低趋势。在反应过程中掺烧DME缩短了滞燃期和燃烧持续时期，混合质量较柴油好，DME和柴油混合后有良好的雾化特性，为后期的DME研究提供参考。     

甲烷-正十二烷-空气混合物预混层流燃烧特性的试验分析

考虑利用甲烷-正十二烷作为天然气-柴油的替代物燃料,通过向外传播的球形火焰试验装置测算甲烷-正十二烷-空气混合物的预混层流燃烧特性,结果表明,随着正十二烷在混合燃料中摩尔含量的增加,甲烷-正十二烷-空气混合物的层流燃烧速度及火焰的马克斯坦长度先迅速朝着与正十二烷类似的特性发生变化,然后在正十二烷含量达到约25%后变化开始平缓。     

基于多参数的生物柴油物理特性分析

为了分析船舶发动机燃用生物柴油和石化柴油混合燃料油的可行性,文中采用多参数即临界参数、气化潜热、饱和蒸汽压力、动力粘度、表面张力、液态导热系数、密度随温度的变化,分析了物理特性多参数对雾化的影响.结果表明：当温度小于615K时,石化柴油的气化潜热值大于生物柴油的,但当温度升高到615K以上时则相反;生物柴油的饱和蒸气压力始终小于石化柴油,并且前者随温度增加的趋势小于后者;生物柴油的液态动力粘度、表面张力、导热系数、密度在温度范围内总是大于石化柴油的对应值,两者的动力粘度和密度相差不大,两者表面张力和导热系数的差值基本恒定;生物柴油的物理特性参数与石化柴油相差不大,雾化特性十分相似,生物柴油可以部分替代石化柴油作为船舶发动机燃料.     

水平开口有限空间油池火燃烧特性分析

[目的]船舶机舱等有限空间通常具有顶部水平开口,开口位置和形状的特殊性导致其火灾燃烧特性与建筑火灾有着明显的区别。为了解和认识船舶机舱等顶部水平开口的火灾特性,[方法]通过改变开口面积和庚烷油池的尺寸,开展顶部开口有限空间火焰熄灭模式、火焰形态与燃烧速率等燃烧特性的实验研究。[结果]根据火灾熄灭原因,有限空间火灾发展过程分为O_2浓度不足导致的"缺氧熄灭"模式和可燃物耗尽导致的"燃料耗尽熄灭"模式。在"缺氧熄灭"模式中,烟气混合物被卷吸进入火焰参与燃烧过程,火焰自熄灭临界O_2浓度处于13%～16.5%,且火焰形态由稳定燃烧的形状变成在脱离油池并不断游走的状态。在"燃料耗尽熄灭"模式下,火焰形态较为稳定,并且由于沸腾燃烧导致燃烧后期燃烧速率有较为明显的增大。[结论]研究结果展示了顶部开口有限空间火灾的燃烧特性,对了解船舶舱室火灾的发展过程具有重要意义,并为船舱火灾扑救提供了理论支持。     

替代燃料在船用柴油机上的应用及分析

文章对已开发的内燃机替代燃料的种类及燃料特性进行归纳总结,并重点介绍液化天然气和生物柴油在船用柴油机上的应用现状和存在的问题。分析了在船用发动机上实现替代燃料高效低污染燃烧的技术措施和应用前景。     

生物柴油应用现状和船用前景

介绍生物柴油的性能特点和国内外发展现状,探讨生物柴油应用于船舶动力装置上所应解决的主要问题,包括制备适合于船舶动力装置使用且能大规模生产的船用生物柴油,船舶柴油机燃烧生物柴油的可靠性、经济性和排放性研究以及对燃油系统的功能要求,指出生物柴油代替现有矿物柴油的前景和研究的迫切性.     

掺烧生物柴油耦合进气道加湿对柴油机燃烧及排放性能的影响

为探索掺混生物柴油燃烧耦合进气道加湿技术对柴油机燃烧及排放性能的影响,基于TBD234V6型柴油机,应用AVL-fire软件建立仿真模型进行研究.选取柴油机在75％中高负荷工作时,设置0.5～2.5共5组掺水率、10％～40％共4组生物柴油掺混比做仿真分析.结果表明:在掺水率为0时,随着生物柴油掺混比例增大,柴油机动力性下降16.3％,CO排放量下降34.2％,Soot排放量下降92.8％,NO排放量升高35.7％;在生物柴油掺混比为40％时,随着掺水率增加,柴油机动力性下降3.3％,CO排放量升高19.2％,NOX排放量降低89.7％,Soot排放量升高150.8％,但与原机相比Soot排放量仍低出81.9％.掺烧生物柴油降低Soot及CO排放效果显著,但对NO排放有促进作用;生物柴油耦合进气道加湿技术能极大降低NO排放,同时对Soot和CO生成也有较好的抑制效果,柴油机排放性能虽得到了优化,但动力性有所下降.研究结果可为船用柴油机掺混生物柴油燃烧耦合进气加湿技术试验提供一定的指导依据.     

柴油-LNG混燃船用柴油机特性试验

介绍了柴油-LNG混燃电控喷射系统的组成、特点及工作原理.在对X6170ZC-19柴油机进行简单改装的基础上,通过推进特性试验证明,柴油-LNG混燃柴油机的天然气消耗量计量准确,能精确控制燃料消耗量;综合替代率高;与燃用纯柴油相比,具有燃料消耗量低、热负荷低、排放指标好等优点.     

柴油引燃缸内直喷天然气发动机燃烧和排放特性研究

为研究天然气和柴油喷射时刻对双燃料发动机的燃烧特性的影响,通过AVL-FIRE软件,以固定喷射间隔下的不同喷射时刻为研究变量,对其进行仿真研究。研究结果表明:随着天然气喷射时刻的推迟,缸内平均压力和温度的峰值逐渐降低,减小了发动机的机械负荷和热负荷;天然气于上止点时刻喷射,速燃期和缓燃期的时间之和最短,燃烧过程最快;氮氧化物排放量随喷射推迟有明显减少,故推迟燃料的喷射有利于优化排放。     

技术前沿

<正>马士基与英劳合作生产船机生物燃料马士基与英国劳氏船级社近日开展为期2年的船用发动机生物——柴油燃料试验。据悉,试验采用的是马士基旗下MaerskKalmar号集装箱船。在试验初期,燃料中将使用5%～7%的生物柴油混合,然后比例逐步增加,测试船用发动机对生物燃料的储存能力、处理能力和使用结果,并在发生不良结果时找出方案克服。     

基于GT-POWER的双燃料发动机性能仿真研究

文章介绍了基于GT-POWER仿真环境,构建6135船用4冲程柴油-生物柴油混合燃料发动机模型,通过将仿真结果与实测数据进行对比,验证了所搭建的模型的准确性和可靠性。分析不同替代率下发动机的动力性和排放特性。结果表明:燃用生物柴油较纯柴油时的功率有所降低,比油耗升高;相同转速下,随着替代率增加,碳烟排放降低。     

柴油硫含量对柴油机使用的影响

柴油机燃料多样,并可用重燃油,致使人们误解柴油机对燃料品质要求不严。随着环保问题日益突出,柴油性能与质量对柴油机燃烧品质和排放的影响日益凸显。柴油的硫含量受到特殊关注。论述了柴油硫含量对柴油机使用的各方面影响:对柴油机有害物包括PM、CO、NOX排放的影响;对排放后处理系统包括DOC、SCR、LNT和DPF的各种有害影响或造成的使用限制;明确了高硫含量没有加重柴油或机油的腐蚀性,也没有破坏活塞的清净性,但是燃烧后积炭中硫化物形态的不同和含量的增大会造成活塞环卡死,相关部件腐蚀磨损加剧;高硫含量也对柴油机油提出了高总碱值、高清净分散性的要求,并会缩短机油的更换周期。研究结果表明,硫含量对柴油机使用的有害影响是多方面的,低硫或无硫柴油是未来世界范围内对柴油品质的必然要求。