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重油和二甲醚复合燃料的物化性质及其排放特性研究
| 论文题名： | 重油和二甲醚复合燃料的物化性质及其排放特性研究 |
| 关键词： | 复合燃料;重油;二甲醚;物化性质;排放特性 |
| 摘要： | 随着世界经济的发展，国际间贸易总量不断提高，航运业也随之获得了蓬勃的发展。由于重油价格低廉，迅速成为船舶中低速柴油机的主要燃料。但是重油的高黏度、低热值、高硫量以及燃烧性能差等特点，对海洋生态和港口城市环境造成了极大的破坏。因此，寻找可以替代重油的燃料，对于清洁能源的利用和环境保护具有深远的意义。 二甲醚作用一种新型燃料，近年来受到人们广泛的关注。其具有良好的燃烧和排放特性，并且能与很多极性或非极性溶剂互溶。但它由于低黏度，常会造成柴油机系统偶件的磨损。本文通过比较重油与其他常见代用燃料的优缺点，找到能与之取长补短的复合燃料，然后通过对复合燃料理化性质及燃烧排放特性研究，从而达到利用二甲醚的低黏度和燃烧性好等特点来弥补重油燃料黏度大、雾化性差和高排放等不足的目的，实现节能减排的效果。 本文通过理论和实验研究两方面分别阐述了重油和二甲醚互溶的效果以及高比例重油和低比例的二甲醚组成的复合燃料有利于柴油机的燃烧和排放。通过溶解度参数计算和热力学分析发现，二甲醚与重油的溶解度参数相差0.68-1.1，差值较小，可以实现两相很好的互溶。复合燃料的黏度试验发现：重油中添加二甲醚能改善重油黏度大的缺点，也能弥补二甲醚黏度过低的缺陷。不同温度180cSt/50℃纯重油与45％二甲醚复合燃料相比，平均黏度降低了73.27％；在不改变YC6A220C玉柴发动机结构和参数的前提下，燃用120cSt纯重油、25％二甲醚和45％二甲醚复合燃料，将发动机的工况设定为1200rpm、1400rpm和1600rpm，负荷为20％，40％、60％、80％和100％进行对比。对燃料的燃烧和排放性能进行测定，试验结果表明：重油-二甲醚复合燃料相比纯重油，在燃烧性上有明显改善，缸压增大，放热率峰值提高，滞燃期缩短；随着复合燃料中二甲醚比重的增加，复合燃料的放热率进一步提高；在排放方面，复合燃料相比纯重油，污染物中的一氧化碳、碳氢化合物和烟度都有明显的下降，当复合燃料中二甲醚比重增加时，减排效果更加明显，其中一氧化碳减排最大达到57.6％；碳氢化合物达到76.84％；碳烟减排率为57.85％，而氮氧化物排量在低负荷时上升了28.87％。 |
| 作者： | 苗永超 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 郑道昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 宁波大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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