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，單核顆粒的氧化過程是由外殼逐步過渡