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柴油发动机燃用生物柴油的燃烧特性与排放特性研究

作　者: 吴卓键
导　师: 李军
学　校: 重庆交通大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 生物柴油乙醇柴油机仿真分析
分类号: TE667
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

世界汽车工业的快速发展和能源短缺的矛盾日益明显,为了实现可持续发展,国际社会已经越来越重视开发汽车新能源及代用燃料。论文结合重庆市教委自然科学基金项目“柴油机燃用生物柴油-柴油混合燃料的燃烧特性与排放特性研究”,提出了柴油发动机燃用生物柴油的燃烧特性与排放特性研究。本文在建立了生物柴油燃料库和乙醇燃料库的基础上,利用发动机性能仿真软件GT-POWER,建立了柴油机模型,进行了柴油机燃用生物柴油混合燃料的仿真和对比性试验,分析研究了柴油机的燃烧特性、动力性、经济性和排放特性。论文完成的主要内容包括:①分析了生物柴油的国内外发展现状,简述了生物柴油的生产原料和制备方法,分析了生物柴油的理化特性。②以GT-POWER仿真分析软件为基础,建立了生物柴油燃料库和乙醇燃料库,选择以“Jet”可预测燃烧模型为柴油发动机模型,并验证了模型的可靠性。③利用发动机模型仿真分析了发动机燃用生物柴油混合燃料的燃烧特性、动力性、经济性和排放特性。④以发动机的动力性、经济性和排放性为优化目标,应用均匀设计试验原理,综合考虑实际应用中的转速和负荷等影响因素,对生物柴油-乙醇-柴油混合燃料进行了优化设计,确定了其最佳掺混比例。⑤分析研究了压缩比、喷油提前角对柴油机燃用生物柴油的影响,提出了以动力性、经济性和排放性为优化目标的发动机优化控制方案。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 全球能源形势、发展新能源和替代燃料的必要性  7-8
  1.2 生物柴油作为代用燃料的优势及国内外发展现状  8-12
    1.2.1 生物柴油作为代用燃料的优势  8-9
    1.2.2 生物柴油的国内外研究现状  9-10
    1.2.3 生物柴油国外发展现状  10-11
    1.2.4 生物柴油国内发展现状  11-12
  1.3 本文主要意义和目的  12-13
  1.4 本文的主要研究内容及技术路线  13-14
第二章生物柴油的制备和理化特性分析  14-21
  2.1 生物柴油的生产原料简介  14-16
    2.1.1 动物油脂  14
    2.1.2 油料植物  14-15
    2.1.3 废弃食用油脂  15-16
  2.2 生物柴油的制备方法  16-19
    2.2.1 物理法  16-17
    2.2.2 化学法  17-19
  2.3 生物柴油理化特性  19
  2.4 本章小结  19-21
第三章柴油机仿真平台的建立  21-35
  3.1 GT-Power 软件简介  21-22
  3.2 生物柴油燃料库的建立  22-27
    3.2.1 生物柴油液体焓拟合系数  22-23
    3.2.2 生物柴油气体焓拟合系数  23
    3.2.3 生物柴油气体导热系数  23-24
    3.2.4 生物柴油液体导热系数  24-25
    3.2.5 生物柴油气体粘度  25-26
    3.2.6 生物柴油液体黏度  26-27
  3.3 乙醇燃料库的建立  27-30
    3.3.1 乙醇气体焓拟合系数  27
    3.3.2 乙醇液体焓拟合系数  27-28
    3.3.3 乙醇气体粘度  28
    3.3.4 乙醇液体黏度  28-29
    3.3.5 乙醇气体导热系数  29-30
    3.3.6 乙醇液体导热系数  30
  3.4 柴油机仿真模型的建立  30-33
  3.5 模型的验证  33-34
  3.6 本章小结  34-35
第四章不同配比生物柴油对柴油机燃烧及排放的仿真分析  35-62
  4.1 不同配比生物柴油对柴油机各性能的仿真对比分析  35-47
    4.1.1 不同配比生物柴油对柴油机燃烧及动力性的分析  35-40
    4.1.2 不同配比生物柴油对柴油机经济性及排放性的分析  40-47
  4.2 最佳配比研究  47-61
    4.2.1 均匀设计简介  47-48
    4.2.2 生物柴油-柴油混合燃料最佳配比研究  48-54
    4.2.3 生物柴油-乙醇-柴油混合燃料最佳配比研究  54-61
  4.3 本章小结  61-62
第五章柴油机参数对生物柴油的燃烧和排放的影响  62-74
  5.1 压缩比对柴油机燃用生物柴油混合燃料的影响  62-68
  5.2 喷油提前角对柴油机燃用生物柴油混合燃料的影响  68-72
  5.3 本章小结  72-74
第六章总结与展望  74-76
  6.1 结论  74-75
  6.2 展望  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-80
在学期间发表的论文及取得的科研成果  80

柴油发动机燃用生物柴油的燃烧特性与排放特性研究

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