車用生物柴油模型燃料及其燃燒的基礎研究

《車用生物柴油模型燃料及其燃燒的基礎研究》是依託上海交通大學，由黃震擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：車用生物柴油模型燃料及其燃燒的基礎研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：黃震
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

本項目針對實際車用生物柴油，提出多組分模型燃料的科學配方方法，通過試驗研究全面匹配模型燃料與目標燃料的詳細基礎燃燒特性和在內燃機中的燃燒過程，建立高度可信的生物柴油簡化模型燃料，為發展生物燃料的氧化化學動力學機理提供基礎依據。研究內容包括：模型燃料與目標燃料的高壓熱解特性研究、模型燃料與目標燃料的著火延遲特性研究、模型燃料與目標燃料的碳煙生成特性研究、模型燃料與目標燃料的發動機燃燒與排放特性研究。通過研究，揭示生物柴油發動機燃燒機理和排放生成與演化規律，為生物柴油發動機的設計開發提供理論與技術支撐。

結題摘要

尋求清潔可再生的發動機代用燃料和高效清潔的燃燒方式已經成為內燃機和燃燒學界的研究熱點。生物柴油具有可再生性和良好的燃燒特性，在柴油替代和改善發動機性能方面擁有巨大潛力。對生物柴油及其主要組分燃燒與氧化過程的準確認識是生物柴油發動機組織高效清潔燃燒方式的必要條件。因此需要對生物柴油模型燃料進行深入研究。在燃燒化學領域，通常使用模型燃料來代替實際複雜的目標燃料。模型燃料是指含有少數幾種燃料組分但是可以表征目標燃料複雜物理、化學和燃燒特性的混合物。本項目提出了基於歐式空間向量運算的生物柴油模型燃料構建方法-化學解構法。將模型燃料組分比例向量從三維空間映射到與燃料分子結構和噴霧燃燒相關的關鍵物性參數的多維空間，最終通過帶權的歐幾里得算法和層次分析法確定子模型燃料的成分和比例。針對發展的生物柴油模型燃料，通過流動反應器試驗平台，快速壓縮機試驗平台，噴霧燃燒測試平台，擴散火焰燃燒平台和單缸機試驗平台分別驗證了一維柱塞流條件下的氧化特性，均質預混著火特性，異質非預混著火特性，層流流動下的成煙特性和真實發動機工況下的燃燒排放特性。點對點的試驗結果說明基於“化學解構法”的生物柴油模型燃料具有較高的精度，可以復現真實生物柴油在各種工況下的氧化，著火和成煙特性。提出並發展了生物柴油模型燃料化學動力學模型，並基於基礎燃燒平台對該模型進行詳細驗證。該模型揭示了生物柴油發動機燃燒機理和排放生成與演化規律，可以為生物柴油發動機的設計開發提供理論與技術支撐。