正丁醇燃烧性能的研究

论文摘要

代用燃料的研究是解决汽车能源危机的有效途径,科研人员对甲醇、乙醇、二甲醚等代用燃料进行了大量的研究,但均未能有效解决这些燃料自身存在的问题。近年来,正丁醇的生物制法取得了重大突破,正丁醇以其热值高、着火温度接近汽油等良好的物理化学性能引起了科研人员的关注。本文在自行研制的定容燃烧弹上研究了不同燃烧边界条件对正丁醇燃烧性能的影响,比较研究了93#汽油与正丁醇燃烧性能的差异。点火前压力0.8MPa、1.2MPa,初始温度150℃,正丁醇燃烧性能随着过量空气系数的变化规律是：在理论空燃比附近,正丁醇混合气燃烧速率最快,燃烧压力最高,燃烧期相对较短,着火滞燃期缩短；随着过量空气系数的增加或者减小,燃烧速率放缓,燃烧压力峰值降低,着火滞燃期延长。初始温度150℃,过量空气系数0.5、1.0、2.0,点火前压力0.8MPa、1.2MPa、1.6MPa条件下,正丁醇燃烧性能随燃烧边界压力的变化规律是：随着边界压力的增加,燃烧压力峰值都有不同程度的提高,压力升高率升高较快并且峰值较高；着火滞燃期和燃烧持续期随着压力的提高明显缩短。压力对较浓混合气和较稀混合气的燃烧性能的影响尤为突出,较高的压力可以大幅度缩短着火延迟期和燃烧持续期,燃烧压力值和压力升高率都有较大的增加。通过对比理论空燃比、初始温度250℃、点火前压力1.2MPa条件下的正丁醇与93#汽油的燃烧压力、压力升高率、燃烧温度、燃烧放热量,发现正丁醇的燃烧性能非常接近汽油的燃烧性能,但正丁醇的着火延迟期和燃烧持续期明显落后于汽油,压力升高率升高较汽油慢并且峰值较低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 车用代用燃料的研究现状
• 1.3 新型醇类燃料——正丁醇
• 1.4 研究内容及目的
• 1.5 本章小结
• 第二章 实验研究仪器设备
• 2.1 试验设备结构组成
• 2.2 定容燃烧弹工作原理
• 2.3 试验方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 正丁醇的物化特性及燃烧研究的理论基础
• 3.1 正丁醇物化性能
• 3.2 正丁醇的生命周期
• 3.3 正丁醇燃烧机理分析
• 3.3.1 燃烧化学反应动力学
• 3.3.2 燃烧着火机理
• 3.3.3 正丁醇链式反应机理
• 3.4 实验数据的处理计算方法
• 3.5 本章小结
• 第四章 正丁醇燃烧性能的试验研究
• 4.1 试验研究的内容及方法
• 4.2 试验条件控制
• 4.3 试验数据的处理及分析
• 4.4 正丁醇点燃式燃烧性能的研究
• 4.4.1 过量空气系数对正丁醇燃烧性能的影响
• 4.4.2 混合气压力对正丁醇燃烧性能的影响
• 4.4.3 正丁醇与汽油燃烧性能的比较研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 致谢