文档介绍：中国农业大学
博士学位论文
地沟油制生物柴油及其柴油机燃烧模拟研究
姓名:张传龙
申请学位级别:博士
专业:车辆工程
指导教师:纪威
20060601
摘要。捎萌我饫窭嗜铡!E防发动机代用燃料的开发与利用技术是目前车辆动力装置节能与环保的一个主要研究方向。论文研究目的为了缓解能源危机,减少环境污染,探索从低端地沟油生产生物柴油的新工艺方法,系统地研究了从地沟油制取生物柴油的理论和试验方法,柴油机燃用生物柴油的燃烧模拟和试验研究。主要进行了以下方面的研究鹤鳌ü缘毓涤统煞钟虢峁狗治觯低车匮芯苛舜拥毓涤椭票干锊裼偷纳恚源的酯交换方程进行了修正补充,建立了酸败油在酸催化条件下的实际化学反应方程式,使甘油三酸酯和脂肪酸分别在同一系统中与醇类发生酯交换和酯化反应。通过正交试验,得到了地沟油在不同油酵摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度下得到不同产率的生物柴油,发现甲醇反应最优方案为油醇摩尔比为呋劣昧课%,反应时间∈保从ξ露保拥毓毛油制取的生物柴油最优理论产率为.%,比试验最佳产率高ィ阂掖挤从﹃捎欧桨肝S摩尔比为呋劣昧课%,反应时间为小时,反应温度为时,从地沟毛油制取生物柴油的最优理论产率为.%。比试验最佳产率高ァ6杂跋焐锊裼筒实母髦忠蛩进行了详细分析,建立了在酸催化条件下从地沟油制取生物柴油的化学反庶动力学方程。谏锊裼柴油的燃料特性,系统地研究了柴油机缸内燃烧过程的多维数学模型和数值计算方法,对缸内湍流模型、喷雾液相模型、燃烧化学反应模型等进行了具体分析。采用模型模拟缸内湍流流动,运用离散液滴的碰撞、破碎模型模拟了燃油喷雾的运动情况:采用扩展的碛胩佳塘讲缴苫矸直鸾⒘说Q趸锖吞佳躺赡P汀.,对缸内工作过程的控制方程进行求解,在压力迭代过程中运用放大压力梯度法,在不改变其他参数的前提下,通过放大低马赫数流动的压力波动提高计算效率,对喷雾方程采用ń屑扑悖虾玫丶婀肆擞偷渭扑量与计算精度的关系。赑希ü匦律柚帽淞亢捅嘈刺囟ǔ绦颍ジ孜辛魇讲裼突母啄诠ぷ鞴程进行了网格生成、求解器计算和后处理等过程的实现。应用计算软件实现了缸内过程的实时模拟计算,得到了理想的计算结果,通过发动机台架试验,对计算结果进行了验证。捎枚滓椒俏忍扑惴椒ǎ杂诓裼秃蜕锊裼驮诓煌艋毂壤碌娜忌展探了计算模拟与试验研究,发现各比例下的最高压力点均出现在上止点后谙嗤二况下,燃烧生物柴油产生的最高缸压比燃烧柴油要略有升高,约为%:最高缸内温度大约升高ァU庵饕是冈为在相同负荷下,生物柴油的燃油消耗量高,虽然生物柴油的热值比柴油稍低,但总的放热量比柴油大造成的。通过计算发现生物柴油的欧疟炔裼透撸佳膛欧疟炔裼痛蟠蠼档汀ü⒍ḿ苁匝椋馐粤薙ジ孜辛魇也裼突加貌煌艋毂壤裼秃蜕锊裼偷气缸压力随曲轴转角的变化关系;排气温度、动力性、经济性以及、、吞佳痰呐欧情况,试验结果表明:相同负荷下,燃烧生物柴油的动力性增加,耗油量增加;压力和温度都比燃烧柴油时稍高;对于排气温度影响较小:呐欧潘孀派锊裼秃康脑黾佣撸鳦和碳烟的排放随着生物柴油掺混比例的增人而降低。关键词:地沟油,生物柴油,柴油机,模拟计算弧,
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新躲祈慨州年独创性声明关于论文使用授权的说明时间:辏拢畆年彳月本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成。果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:时间:勿~,本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。
第一章绪论研究目的和意义油、乳化燃料等吐我国石油储量世界排名位,年开采量却是第唬看⒘勘仍对度擞谄渌油机比例高达%以上,重型载货汽车和大型客车全部采用柴油发动机。如果年中国轿车都采术要求柴油含硫量低,有良好的安全性及润滑性,较高的十六烷值和清净性等。随着现代柴油机使用生随着石油储量的减少和环境污染的加剧,慈蓟娲剂显涎芯吭嚼丛绞艿饺嗣堑钠毡楣刈ⅲ壳的代用燃料主要有天然气、、液化石油气⒋祭嗳剂稀⒍酌、氢气、植物家,按此推算,我国石油最多开采年,因此石油短缺对我国的影响更加明显,根据保守估算,,而国内原油可供量仅为亿吨,。这意味着以后将不断增加石油进口。随着石