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作者：罗麒元浙江大学

学位级别：硕士

生物质燃料由于具有良好的清洁性与可再生性,被认为是内燃机上理想的代用燃料之一。本文主要以一种生物质热裂解精制油燃料为出发点,在分析了其理化特性和查阅相关实验文献的基础上,制定了一套适宜的发动机改装方案,包括对发动机结构和... 详细信息

生物质燃料由于具有良好的清洁性与可再生性,被认为是内燃机上理想的代用燃料之一。本文主要以一种生物质热裂解精制油燃料为出发点,在分析了其理化特性和查阅相关实验文献的基础上,制定了一套适宜的发动机改装方案,包括对发动机结构和整个控制系统的改进,实现双燃料电子喷射与控制。由于生物燃油与传统燃料的成分不同,而发动机控制系统内设定的点火提前角、喷油时刻等参数又与燃料的组分密切相关,因此在改变发动机燃料之后需要对发动机内的各相关工作参数进行调整。为此本课题搭建了一套ECU各参数实时可调的控制系统。为了在脱离传感器和执行器的状态下,对搭建的ECU控制系统进行验证和初调,还开发了一套可以对ECU进行控制与检测的装置,以硬件在环的形式方便地实现对控制单元基础控制参数的模拟与调整,如点火提前角、喷油时刻等。最后,因为生物质热裂解油的火焰传播速度、空燃比、黏度等理化特性不同,所以在进行燃油喷射时其流速以及气缸内的着火界限与汽油有所差别。为此设计了喷射、点火标定实验设备,并对代用燃料的喷射量和最小点火能量进行了相关的标定工作,为ECU的控制提供了基础数据。

关键词：生物质热裂解油电控发动机双燃料标定

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生物质热裂解油的层流燃烧特性研究

生物质热裂解油的层流燃烧特性研究

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作者：钟安昊浙江大学

学位级别：硕士

随着石油资源日益枯竭和环境逐渐恶化,开发新型可再生清洁替代燃料是当今内燃机方向的主要研究目标。生物质能作为可再生能源的重要组成部分,是唯一可以直接转换生产含碳液体燃料的可再生能源。秸秆等生物质原料在经过快速热裂解和提质... 详细信息

随着石油资源日益枯竭和环境逐渐恶化,开发新型可再生清洁替代燃料是当今内燃机方向的主要研究目标。生物质能作为可再生能源的重要组成部分,是唯一可以直接转换生产含碳液体燃料的可再生能源。秸秆等生物质原料在经过快速热裂解和提质改性后能够成为在内燃机上具有应用价值的生物质热裂解油。由于生物质热裂解油包含了上百种有机物,无法直接分析其燃烧过程,因此在实验研究中通常选择生物质油中的几种典型组分组成理化特性相近的模型燃料来替代。层流燃烧速度是燃料的一项重要参数,它对于湍流燃烧,化学动力学模型,发动机结构优化设计都有难以替代的作用。本论文以一种由稻壳为原料的精制生物质热裂解油为对象,利用乙醇、乙酸乙酯、乙醚、丙酮和丁酮配置成模型油,对该模型油的层流燃烧特性进行了实验和模拟研究,主要内容如下:第一,通过定容燃烧弹实验平台,在不同的初始温度（358,388,418K）、压力（0.1,0.2,0.4MPa）和当量比（0.7-1.4）条件下,对待测模型油的层流燃烧特性进行实验研究。利用高速纹影摄影技术对球形火焰传播的全过程进行拍摄,对所得图像用层流预混燃烧理论计算层流燃烧速度、马克斯坦长度、火焰厚度、质量燃烧通量等重要参数;对引起火焰不稳定性的因素进行了解释,结合火焰图像对火焰在不同初始条件下不稳定性的变化规律进行了分析。第二,利用Chemkin软件中的层流预混火焰模块,以及现有的上述五种燃料的化学反应动力学模型,对每种组分的层流燃烧过程进行了数值模拟。对不同燃料、不同当量比、不同初始温度和压力下层流火焰的敏感性分析、火焰结构、火焰中自由基浓度变化和层流燃烧速度进行了研究。

关键词：生物质热裂解油定容燃烧弹层流燃烧速度火焰不稳定性敏感性分析

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柴油引燃均质混合生物质热裂解油的双燃料发动机电控系统的研制

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小型内燃机与摩托车 2014年第1期43卷 34-40页

作者：阮立罗麒元谢阳方栋华许沧粟台州市质量技术监督检测研究院浙江台州318000 浙江大学动力机械及车辆工程研究所

生物质热裂解油是一种"碳平衡"的可再生新型燃油,其辛烷值、挥发性及着火性等性质与汽油和柴油有很大的差别,因此很难直接在汽油机、柴油机上应用。拟采用由压燃的柴油引燃预混的生物质热裂解油均质混合气快速燃烧(Homogeneous Charge I... 详细信息

生物质热裂解油是一种"碳平衡"的可再生新型燃油,其辛烷值、挥发性及着火性等性质与汽油和柴油有很大的差别,因此很难直接在汽油机、柴油机上应用。拟采用由压燃的柴油引燃预混的生物质热裂解油均质混合气快速燃烧(Homogeneous Charge Induced Ignition,HCII)的工作模式,将一台WY290F柴油机,改造成高压缸内直喷柴油、进气道低压电喷生物质热裂解油的HCII内燃机。本文重点探讨其中的电控系统,初步试验改造成的电喷发动机以纯柴油工作时,功率和扭矩接近原机,以HCII工作时,也能稳定运转。

关键词：生物质热裂解油 HCII 电控柴油机

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热裂解生物质油层流燃烧速度的研究

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燃烧科学与技术 2021年第5期27卷 461-468页

作者：许沧粟刘伟男李孝禄浙江大学能源工程学院杭州310027 中国计量大学机电工程学院杭州310018

通过稻壳等农作物废料提炼出了一种热裂解生物质燃料,可以用于汽车等领域.燃料主要由乙醇、乙酸乙酯、乙醚、丙酮和2-丁酮等5种组分以100∶35∶14∶9∶7的摩尔比组成.在不同初始温度、压力和当量比条件下,在定容燃烧弹上实验测量了热裂... 详细信息

通过稻壳等农作物废料提炼出了一种热裂解生物质燃料,可以用于汽车等领域.燃料主要由乙醇、乙酸乙酯、乙醚、丙酮和2-丁酮等5种组分以100∶35∶14∶9∶7的摩尔比组成.在不同初始温度、压力和当量比条件下,在定容燃烧弹上实验测量了热裂解生物质油的层流燃烧速度.用基于定容燃烧弹的定压法(constant pressure method,CPM)和定容法(constant volume method,CVM)分别测量了层流燃烧速度,分析了温度、压力、当量比对层流燃烧速度的影响.结果表明,层流燃烧速度随温度提高而增大,初始压力增加层流燃烧速度降低,并会使峰值位置右移.通过对比CVM和CPM结果,合理解释了火焰胞化对CPM结果的影响,并通过CVM外推得到0.1~0.8 MPa的压力范围、358~490 K温度条件下的层流燃烧速度.

关键词：生物质热裂解油定容燃烧室层流燃烧速度定压法定容法

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精制生物油和柴油混合燃料的柴油机性能

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浙江大学学报（工学版） 2015年第4期49卷 632-637页

作者：麻剑谢阳罗麒元许沧粟浙江大学动力机械及车辆工程研究所浙江杭州310027

在柴油机上通过试验研究精制生物质热裂解油和柴油混合燃料的动力性、经济性和排放性等性能,其中试验用精制生物质热裂解油是根据其主要成分的比例由分析纯的单质配制的模型油.结果表明,在不改变柴油机参数的情况下,模型油代用部分柴油... 详细信息

在柴油机上通过试验研究精制生物质热裂解油和柴油混合燃料的动力性、经济性和排放性等性能,其中试验用精制生物质热裂解油是根据其主要成分的比例由分析纯的单质配制的模型油.结果表明,在不改变柴油机参数的情况下,模型油代用部分柴油导致发动机外特性输出功率略有下降,模型油体积掺混比10%与20%的混合燃料(分别简称为B10和B20)降幅分别约为3%与7%;经济性略有改善,B10和B20的当量油耗率在外特性工况中相对纯柴油的平均降幅约为7%;在中高负荷工况中,混合燃料的不完全燃烧产物如CO、HC等排放下降明显,其中外特性下NMHC排放只有纯柴油的25%左右;外特性下B20的排气不透光度相对B10下降约10%.

关键词：生物质热裂解油柴油机傅里叶变换红外光谱分析仪(FTIR) 排放

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生物质油在内燃机上应用的基础特性研究

生物质油在内燃机上应用的基础特性研究

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作者：汪焓煜浙江大学

学位级别：硕士

清洁的可再生能源,如生物质油,是化石燃料枯竭和环境污染的中长期解决方案。快速热裂解生物燃料被认为是有前途的替代燃料之一,最近浙江大学基于稻壳生产了一种车用精制热裂解生物质液体燃料,主要由乙醇、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、2-丁酮... 详细信息

清洁的可再生能源,如生物质油,是化石燃料枯竭和环境污染的中长期解决方案。快速热裂解生物燃料被认为是有前途的替代燃料之一,最近浙江大学基于稻壳生产了一种车用精制热裂解生物质液体燃料,主要由乙醇、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、2-丁酮五个组分以9:6:2:1:1的质量比组成。在此车用精制热裂解生物质液体燃料正式投入使用之前,需要了解其应用基础特性,尤其是爆炸特性参数和层流燃烧速度这两项最重要的特性参数。以定容燃烧弹为核心,在Z型纹影系统中,对不同初始温度（358 K、388 K、418 K）、初始压力（0.1 MPa、0.2 MPa、0.4 MPa）和当量比（0.7-1.4）条件下车用生物质热裂解油的应用基础特性进行了实验研究。主要内容如下:第一,从定容燃烧弹内混合气燃烧过程的压力变化中获取爆炸压力、最大压力上升率、爆燃指数、燃烧持续时间等爆炸特性参数。研究了初始压力、初始温度对爆炸特性参数的线性影响并给出了对应的线性参数;第二,通过定容燃烧弹内压力曲线用定容法计算得到层流燃烧速度,与文献中定压法得到的结果进行比较验证结果的可靠性。分析了初始温度、初始压力、当量比对于层流燃烧速度的影响;第三,结合火焰图像分析了引起火焰不稳定性的因素、胞化出现条件,并用定容法计算得到了火焰胞化速度。发现火焰在高温浓混的情况下更容易胞化;第四,利用幂函数的拟合与定容法可在同一实验中得到更高温压下结果的优点,用十二项式将层流燃烧速度的范围外推到了更接近内燃机工况（490 K,0.8MPa）的条件下。

关键词：生物质热裂解油定容燃烧弹层流燃烧速度爆炸特性拟合外推

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