基於臨界溫度的生物質燃料低溫燃燒及排放特性研究

《基於臨界溫度的生物質燃料低溫燃燒及排放特性研究》是依託同濟大學，由鄧俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於臨界溫度的生物質燃料低溫燃燒及排放特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄧俊
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

生物質燃料可有效緩解對石油的依賴，而開發高效低污染髮動機燃燒方式對滿足日益嚴格的排放法規及緩解我國能源短缺現狀、維護國家能源安全具有重要的現實意義。本項目利用可控熱氛圍燃燒器提供低溫燃燒所需要的熱氛圍，圍繞典型生物質燃料中央射流穩定自燃的決定性因素- - 臨界溫度開展研究。試驗及模擬研究燃料特性、分子結構、燃料含氧及協流熱、氧氛圍、協流湍流、環境背壓等參數對射流燃料穩定自燃臨界溫度的影響。在臨界溫度區內，開展中央射流火焰的燃燒特性及瞬態排放特性研究，揭示臨界溫度的典型特徵，深入研究各因素對火焰燃燒與排放特性的影響，並進一步利用單缸試驗發動機上開展基於臨界溫度的低溫燃燒控制探索研究，為低溫燃燒及排放控制提供理論依據。

結題摘要

生物質燃料是一種可再生的新能源，開發利用生物質燃料不僅能緩解能源危機，而且可以減輕環境污染；而開發高效低污染髮動機燃燒方式對滿足日益嚴格的排放法規及緩解我國能源短缺現狀、維護國家能源安全具有重要的現實意義。本項目利用可控熱氛圍燃燒器提供低溫燃燒所需要的熱氛圍，圍繞典型生物質燃料（乙醇、二甲醚等）中央射流穩定自燃的決定性因素——臨界溫度開展研究。在臨界溫度區內，開展中央射流火焰的燃燒特性及瞬態排放特性研究，揭示臨界溫度的典型特徵，深入研究各因素對火焰燃燒與排放特性的影響，對射流火焰的巨觀及微觀特性進行測量，從自燃延遲時間、火焰起升高度、自燃點位置以及活化基濃度等角度提出評價臨界溫度的判斷標準並進行一致性驗證。通過試驗及模擬研究，揭示了燃料特性、分子結構、燃料含氧及協流熱、氧氛圍、協流湍流、環境背壓等參數對射流燃料穩定自燃臨界溫度的影響規律。對汽油HCCI 試驗發動機進行改造，實現進氣道噴射生物質燃料（生物乙醇）的低溫燃燒，研究了不同典型工況條件對低溫燃燒及排放的影響。利用Fluent軟體建立乙醇HCCI燃燒數值模型，研究了乙醇HCCI燃燒過程中間組分分布以及排放物生成規律，研究結果為臨界溫度在實際發動機低溫燃燒實現過程中的套用提供理論依據及指導。本項目的研究內容基本按照原定年度計畫進行，總體完成了項目計畫書的全部內容，達到了項目研究目標，錄用發表學術論文共28篇，其中SCI收錄3篇、EI收錄11篇、國際會議論文6篇，在本項目資助下，培養博士生1人、碩士生4人，在讀博士生2人，在讀碩士生1人，共8人。