【摘要】：通過(guò)設(shè)計(jì)并搭建一套生物質(zhì)液體燃料霧化蒸發(fā)燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生生物柴油層流預(yù)混火焰,并應(yīng)用OH-PLIF技術(shù)研究了生物柴油及其混合燃料層流預(yù)混火焰燃燒特性,以及OH基分布與CO/CO_2生成關(guān)系、生物柴油燃燒NO排放等。目前我國(guó)關(guān)于通過(guò)PLIF技術(shù)診斷生物柴油層流預(yù)混火焰特性的相關(guān)研究較少,但是從火焰OH基的分布來(lái)研究生物柴油燃燒特性及燃燒產(chǎn)物的重要性不言而喻。本文主要圍繞這一角度來(lái)進(jìn)行研究。首先,對(duì)研究中所使用的燃油進(jìn)行理化性質(zhì)分析研究,以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并搭建了一套生物質(zhì)液體燃料霧化蒸發(fā)燃燒系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)組成、操作流程以及使用情況;同時(shí),對(duì)研究使用的OH-PLIF系統(tǒng)組成以及實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行了相關(guān)介紹。其次,利用OH-PLIF系統(tǒng)診斷小桐子生物柴油以及地溝油生物柴油層流預(yù)混燃燒火焰特性,其中包括火焰高度、火焰鋒面面積、火焰?zhèn)鞑ニ俣纫约盎鹧鍻H-PLIF總信號(hào)強(qiáng)度等。生物柴油層流預(yù)混燃燒火焰隨著當(dāng)量比的增大,火焰高度逐漸增大;火焰鋒面面積先減小后增大;火焰?zhèn)鞑ニ俣认仍龃蠛鬁p小;火焰OH-PLIF總信號(hào)強(qiáng)度逐漸增大。并且,地溝油生物柴油火焰?zhèn)鞑ニ俣入S著預(yù)混氣加熱溫度的升高而增大。第三,研究了小桐子生物柴油以及地溝油生物柴油OH分布與CO/CO_2排放的關(guān)系。隨著燃燒火焰中OH-PLIF平均信號(hào)強(qiáng)度的增加,導(dǎo)致[CO]/[CO_2]降低;隨著燃燒火焰中OH-PLIF平均信號(hào)強(qiáng)度的的降低,導(dǎo)致[CO]/[CO_2]增高。隨著當(dāng)量比增大,2種生物柴油燃燒煙氣中NO排放量逐漸減小,并且地溝油生物柴油燃燒煙氣中NO排放量要低于小桐子生物柴油。最后,研究了地溝油生物柴油/正丁醇混合燃料、地溝油生物柴油/乙醇混合燃料的燃燒特性,其中包括火焰高度、火焰鋒面面積以及火焰?zhèn)鞑ニ俣取２⑶?正丁醇添加比例增大,會(huì)使火焰OH-PLIF總信號(hào)強(qiáng)度增大,而乙醇添加比例增大,會(huì)使火焰OH-PLIF總信號(hào)強(qiáng)度減小。
【圖文】：

1.1 選題背景1.1.1 能源利用現(xiàn)狀長(zhǎng)期以來(lái)，化石燃料一直作為社會(huì)發(fā)展的主要能源。但日益增長(zhǎng)的能源需求對(duì)化石燃料造成巨大壓力，導(dǎo)致化石燃料的日益枯竭[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，2016 年全球一次能源消費(fèi)量增長(zhǎng) 1.0 %，遠(yuǎn)低于十年平均增速 1.8 %，且為連續(xù)第三年增速不高于 1 %。與 2015 年情況一致，除歐洲及歐亞大陸以外，其他所有地區(qū)的增速均低于平均水平。除石油和核能外的所有燃料增速均低于平均水平。石油是能源消費(fèi)中最大的增量來(lái)源（7700 萬(wàn)噸油當(dāng)量），其后是天然氣（5700 萬(wàn)噸油當(dāng)量）和可再生能源（5300 萬(wàn)噸油當(dāng)量）。根據(jù)圖 1.所示，石油仍是世界的主導(dǎo)燃料，占所有能源消費(fèi)的約 1/3，其次是煤炭和天然氣。201年，在 1999-2014 年連續(xù)十五年下降之后，石油的全球市場(chǎng)份額連續(xù)第二年增加。煤炭的市場(chǎng)份額降至 28.1 %，為 2004 年來(lái)最低水平�？稍偕茉窗l(fā)電在全球一次能源消費(fèi)中有所提高，占比達(dá)到了 3.2 %的記錄。

圖 1.2 1996 年、2006 年和 2016 年石油探明儲(chǔ)量分布在我國(guó)，能源行業(yè)主要問(wèn)題為發(fā)展不平衡、不協(xié)調(diào)。在 2016 年，我國(guó)一次能源消費(fèi)量高達(dá) 30.53 億噸油當(dāng)量，同比增長(zhǎng) 5.6 %，占全球能源消費(fèi)比重高達(dá) 23.0 %。而在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)方面，能源消費(fèi)總量過(guò)大，能源結(jié)構(gòu)問(wèn)題突出；能源生產(chǎn)方面，主要矛盾為煤炭產(chǎn)能過(guò)剩、系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力與可再生能源發(fā)展相互不適應(yīng)。因此，我國(guó)只有改變高消耗、高投入、高污染的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，并繼續(xù)推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，推動(dòng)節(jié)能減排工作，大力發(fā)展綠色能源，才能真正的促進(jìn)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)，，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。在黨的十九大報(bào)告[3]中明確提出，要“構(gòu)建綠色低碳、安全高效的能源循環(huán)體系”，這與我國(guó)新時(shí)代的發(fā)展訴求十分契合，將能夠有效推動(dòng)我國(guó)能源體制改革，加快生態(tài)文明建設(shè)。我國(guó)正處于能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)于我國(guó)能源行業(yè)發(fā)展不平衡的問(wèn)題，建立“四個(gè)革命”“一個(gè)合作”體系，推動(dòng)綠色低碳能源體系變革，是有效解決我國(guó)社會(huì)主要矛盾的重要方面[4]。在能源發(fā)展新時(shí)代[6]，我國(guó)能源行業(yè)應(yīng)當(dāng)貫徹十九大報(bào)告精神，以能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃為指引，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)清潔低碳發(fā)展，是推動(dòng)我國(guó)能源革命的本質(zhì)要求，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的迫切需要。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE667

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2588580