能源和環(huán)境問(wèn)題的加重使新一代生物燃料日益受到關(guān)注,例如可作為汽油摻混燃料或替代燃料的呋喃類(lèi)生物燃料。由于汽油成分十分復(fù)雜,一般采用汽油模型替代燃料代替汽油進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。燃料不完全燃燒產(chǎn)生的碳煙顆粒使環(huán)境問(wèn)題加劇,研究碳煙顆粒的形成機(jī)理和控制手段已成為國(guó)際研究熱點(diǎn)。因此,本文基于反擴(kuò)散火焰實(shí)驗(yàn)臺(tái),以2,5-二甲基呋喃（DMF）為摻混燃料,以正庚烷和異辛烷為汽油模型替代燃料（Primary Reference Fuel,簡(jiǎn)稱(chēng)PRF）,通過(guò)透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射儀（XRD）和熱重分析儀（TGA）等研究分析了不同條件下混合燃料碳煙顆粒的相關(guān)特性及變化規(guī)律,為DMF的應(yīng)用和碳煙的控制提供理論依據(jù)。首先,通過(guò)正庚烷/DMF反擴(kuò)散火焰實(shí)驗(yàn),研究分析了不同DMF摻混比、不同碳煙沉積高度和火焰不同空間位置的碳煙特性差異。結(jié)果顯示DMF的加入會(huì)使碳煙生成質(zhì)量大量增加,顆粒微晶長(zhǎng)度變大,微晶曲率減小,對(duì)應(yīng)的氧化活性降低;在不同沉積高度下,混合燃料碳煙生成量會(huì)隨著高度的升高而增大,顆粒有減小的趨勢(shì),顆粒微晶長(zhǎng)度逐漸減小,微晶曲率逐漸增大,對(duì)應(yīng)的氧化活性變強(qiáng);在火焰的不同空間位置,發(fā)現(xiàn)火焰邊緣... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：104 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１碳煙顆粒微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)定義示意圖??

統(tǒng)、碳煙顆粒樣品采集及樣品分析表征方法。??２．１．１反擴(kuò)散火焰燃燒系統(tǒng)??如圖２．１所示的反擴(kuò)散火焰燃燒系統(tǒng)即為本文使用的燃燒采集實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由??反擴(kuò)散燃燒器、燃料供給系統(tǒng)、燃料蒸發(fā)汽化系統(tǒng)和碳煙顆粒取樣系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。??反擴(kuò)散燃燒器由三個(gè)同心圓管組成，由內(nèi)到外圓管直徑分別為３．８６ｍｍ、１５．３０ｍｍ和??３２．３６ｍｍ，在系統(tǒng)工作時(shí)，作為燃燒氧化劑的空氣從內(nèi)層管進(jìn)入；依靠輸運(yùn)氮?dú)膺\(yùn)載的??燃料氣從中層管進(jìn)入，環(huán)繞氧化劑燃燒，乙烯在點(diǎn)火時(shí)起引燃作用，經(jīng)調(diào)節(jié)待燃燒穩(wěn)定??后關(guān)閉乙烯；保護(hù)氣體為氮?dú)�，從外層管進(jìn)入，其目的是阻擋外部空氣和維持火焰穩(wěn)定。??燃料供給系統(tǒng)主要由燃料氣（液體燃料由蒸發(fā)汽化系統(tǒng)加熱后形成燃?xì)�、氧化劑（高�??空氣，純度為９９．９９９％）、輸運(yùn)氣（高純Ｎ２，純度９９．９９９％）、保護(hù)氣（高純Ｎ２，純度??９９．９９９％）、氣體質(zhì)量流量控制器和注射泵組成。燃料蒸發(fā)汽化系統(tǒng)的蒸發(fā)器溫度設(shè)置為??１２０°Ｃ，使液體燃料充分蒸發(fā)汽化并與輸運(yùn)氮?dú)饣旌稀１疚氖褂玫囊后w燃料為正庚烷、??異辛烷和２，５－二甲基呋喃（ＤＭＦ），其詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表２．１。??ＫＢ?Ｑ鎖型鑷子?電缸??冷水＾￣??Ｚ?ＴＯ?＿?４??石英玻璃片｜?Ｉ??質(zhì)量流＿丨器＾???１?央個(gè)＋」??注射泵族發(fā)器??ＣＩＥＫＭ?—ｈｉ?ｒ＞｜?＾?｜｜｜?

石英玻璃片直徑為９５ｍｍ，厚度為５ｍｍ，且上表面通過(guò)水循環(huán)降溫。為了比較不同??火焰高度對(duì)碳煙特性的影響，本文結(jié)合火焰溫度分布設(shè)定三種火焰碳煙沉積高度，分別??為２７ｍｍ、３２ｍｍ和３８＿，火焰形貌與碳煙沉積高度如圖２．２所示。運(yùn)用該方法取得的??碳煙量較多，因此樣品將用于后續(xù)的Ｘ射線衍射分析（ＸＲＤ）和熱重分析（ＴＧＡ）。??ＤＳ??圖２．?２火焰形貌與碳煙沉積高度示意圖??Ｉｐ８｜?＼?ｐｉｒ?７，ｐ２．．．．．．［２：??＇＇ｐ３ｔ—，戸ｐ４—??�。�！■?＼Ｐ５，了Ｐ６?．．．．．．．—．??圖２．?３火焰熱泳采樣點(diǎn)位置示意圖??１０??Ｉ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]四組分汽油替代燃料的化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型[J]. 鄭東,鐘北京.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(10)
[2]柴油、柴油-正丁醇和柴油-DMF燃燒及排放特性試驗(yàn)研究[J]. 張全長(zhǎng),堯命發(fā),鄭尊清,徐佳.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2014(04)
[3]新生物燃料DMF壓燃燃燒數(shù)值模擬[J]. 鐘紹華,莊志勇,萬(wàn)桂芹,楊進(jìn),陳菊芬.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(信息與管理工程版). 2014(03)
[4]汽油-DMF混合燃料的燃燒性能與排放特性試驗(yàn)[J]. 馬志炎,沈海青,許滄粟.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2013(11)
[5]2,5-二甲基呋喃對(duì)柴油機(jī)低溫燃燒與排放的影響[J]. 張全長(zhǎng),吳晗,鄭尊清,徐佳.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2014(01)
[6]貧燃2,5-二甲基呋喃火焰中初級(jí)燃燒產(chǎn)物的產(chǎn)生和鑒定[J]. 童來(lái)會(huì),徐佳,李哲名,李善舉,王占東,金漢峰,堯命發(fā),衛(wèi)立夏.  科學(xué)通報(bào). 2013(03)
[7]中國(guó)可持續(xù)能源政策分析[J]. 林明徹,李晶晶,楊富強(qiáng).  中國(guó)能源. 2012(06)
[8]我國(guó)生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的態(tài)勢(shì)分析[J]. 莫笑萍,龐斌,白璐,肖麗娜.  生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2012(06)
[9]2,5-二甲基呋喃-空氣燃燒過(guò)程研究[J]. 牛芳,鞠欣亮,劉慶明,何學(xué)秋.  中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2012(03)
[10]適用于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)燃料化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型Ⅱ:構(gòu)造骨架機(jī)理[J]. 張慶峰,鄭朝蕾,何祖威,王迎.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2011(02)



本文編號(hào)：3208159