乙醇柴油混合燃料助溶剂的试验研究

Equipment Manufactring Technology No.8 ,2009乙醇柴油混合燃料助溶剂的试验研究余红东,李会芬,莫海俊,陆志思,黄锦成(广西大学机械工程学院,广西南宁530004)摘要:选用正丁醇、正庚醇和正葵醇作为乙醇-柴油混合燃料助溶剂(混合燃料的体积比为助溶剂:乙醇:柴油= 5 :20 :75)进行相溶性试验,并通过台架试验对比了添加不同助溶剂的混合燃料对柴油机性能及排放的影响。试验结果表明:随着正构醇分子量增加和环境温度.上升,混合燃料相溶稳定性增加。燃油经济性变好;HC和NOx排放随助溶剂分子量增加和发动机转速降低而上升。在1 500~ 2200 t/min时, ZH5E20D75的烟度最低,其余转速下则以ZD5E20D75为最低。关键词:乙醇;柴油;混合燃料;助溶剂;排放中国分类号:TK428.9文献标识码:A文章编号:1672- -545X(2009 )08 -0016 -02解决乙醇-柴油混合燃料的混合稳定性问题，是近年来排放限值及测量方法，和GB/T 17692- -1999汽车用发动机净代用燃料研究的热点之一。乙醇与柴油的混合方法,通常分为功率测试方法,测试发动机的外特性和排放指标。实验装置简三类":图如下:(1)机械混合法。乙醇添加体积比-般不高于10%只,混FC22102 轩能油耗仪FC2000 发动合燃料稳定性差而且耗能;机测控系统(2)超声波混合法。制备的混合燃料稳定时间不长;(3)助溶剂乳化法。加入一定比例(约1.5% ~ 5% )就可长YC6170-0212期保证混合燃料的稳定性P-。测功机柴油机此前的研究成果表明:采用醇类助溶剂可使乙醇-柴油AVLELP-420混合燃料保持较长时间稳定相溶叨,而且从理论.上分析,乙醇|rY-100不透光烟度计排气分析仪和柴油是通过分子间的共价氢键形成范德华力而相互溶解围1试验装置圉的,加入高碳醇助溶剂,可增加混合燃料中的氢键数量,从而可提高乙醇-柴油混合燃料的相溶稳定性啊。2相溶性试验试验结 果分析1试验仪器、用品及方案表2为相溶性试验数据。从中可看出:随着助溶剂碳原子1.1 相溶性试验数增加和环境温度上升,混合燃料的分层时间变长;在温度为试验采用的是市售0#柴油，纯度为99.7%的燃料乙醇，20C时,燃料样品均能稳定存放16d以上,与此前进行的实验助溶剂分别为正丁醇、正庚醇和正癸醇。在进行相溶性试验结果相似四。需要指出的是,ZD5E20D75的稳定时间，低于时,按先后顺序分别加人柴油.乙醇和助溶剂(混合燃料的体ZH5E20D75。根据相关文献指出，当助溶剂的碳原子数大于积比为助溶剂:乙醇:柴油= 5:20:75),摇匀后静置,在温度分10,乙醇混合燃料的稳定性会下降。由于影响乙醇-柴油混合别为20°和10C的恒温条件下,观察并记录出现分层时所经燃料稳定性的主要因素，是柴油的组成和含水量以及环境温历的时间。试验设备如表1所示。度。环境温度越高,燃料组分间的互溶度越大,而且正构醇的餐1 相溶性试验设备分子量越大,容水量越大,混合燃料的稳定性也越好,实验结备名陈型号生产厂家果也证明了该趋势25。水浴恒温振蔼器SHZ-88江苏金坛医疗仪器厂表2乙醇-柴油相溶性试验结果真空干燥籍DZF-1B上海博泰实验设备有限公司SCD-189CGB青岛海尔特种电冰柜有限公司温ZB5E20D752HSE20D75ZD5E20D752016d22d181.2台架试验10c_2012台架试验在一台YC6J170-21型直喷中冷车用柴油机上性:燃料代号中E代表乙醇.D代表柴油,Z8.ZH,ZD分别代表正丁幕、进行，依据GB 17691- -2001 车用压燃式发动机排气污染物中国煤化工-燃料中的体职比。MHCNMHG收稿日期:2009-05-24基金项目:广西大学科研基金项目(X071092)作者简介:余红东(1974- -),男,广西来宾人,讲师,硕士,主要从事内燃机节能与排放控制的研究。16《装备制造技术>2009年第8期3台架试验结果分析0.03:Z8520035-4-:ZH5E200753.1燃油经济性L:2D5E200715 J从图2中的实验结果来看,正构醇助溶剂的分子量越大，0.0M燃油经济性越好。虽然助溶剂在混合燃料中的比例只有5%,但是由于低热值相差明显(正丁醇、正庚醇和正癸醇的低热值20014001600180020002002400 2600分别为3.10 MU/ kg,39.75 MJ/kg,41.84 MJ/kg),经过公式唤转迷rin囝4不同助溶剂混合燃料co排放对比算后，混合燃料的低热值也有所不同(分别为38.76 MJ/kg,38.99 Ml/kg, 39.09 MJ/kg),估计此差异是造成油耗率变化的3.4 HC排放主要原因之- -。觖氧、混合气局部过浓或过稀,以及壁面激冷效应,是HC此外，将混合燃料油耗率折算为与柴油等热值的当量油产生的主要原因。以前的实验结果表明呵,乙醇混合燃料的耗率后,ZD5E20D75与柴油的曲线在中高转速下基本重合,在HC排放较柴油要高。从图5分析:使用各种混合燃料的HC低转速时甚至还有所降低，说明柴油机使用混合燃料具有较排放2009年第8期示:声表面波中心频率为146.8 MHz,声表面波在Zn0薄膜上picoeletric thin films for saw flers[J.Materials Science in Semicon-的传播速度为5872 m/s。下一步将在Zn0薄膜的掺杂改性及ductor Pesvg1999 23).247 -252.衬底对Zn0薄膜SAW特性的影响方面，做进- -步的研究, 以[2] Guanghui Ning, Xiaopeng Zhao, Jia Li Structure and opical propetiesof MgzZn120 nanoparticles prepred by sol - gel method[J]. Optical Ma满足移动通信发展对滤波器的要求。trials,2004,27(1);1-5.[3]F. K. Shan, Y. s. Yu. Optical popertie o pure and AI doped ZnO thin参考文献:films fabricated with plaema produced by excimer laser [0]Thin Solid[1] N. W. Emanetolu, C. Gorla, Y. Liu, s. Liang, Y. la. Epitaxial ZnOhlns,203.435(1):174 -178.C- -axis Oriented ZnO Piezoelectric thin Film Preparedby RF Magnetron Sputtering for saw FiltersHUANG Wei- -hua(Guangxi Technological Cllee of Machinery and Electricity, Nanning 530007,China)Abstract:Well- crysalalized Zn0 thin flm with high (02) orentation was prepared by RF magnetron sputtering on PVTi/Si02/Si substrates.Interdigial transducer (IDT) eletrode with 40μ m wavelength was fabricated by lift- off method based on photolithograph techniques. Thethickness of the Al electrode was about 200nm. The oriention of the film was studied using X. -ray difraction. The surface morphology wasinvestigated using scanning electon microscopy (SEM). SAW flter was measured by Network Analyzer. The center frequency of the filter is146.8MHz, the acoustie velocity is 5872m/s.Key words: Zn0 flm; lif of; SAW; IDT(上接第17页)4结束语[3]张润铎,贺泓,张长斌等.乙醇柴油混合燃料的制备工艺和废气的排放特性[I环境科学, 2003, 244); 1-6.(1)随着正构醇分子量的增加,混合燃料相溶稳定性增[4古文英.史权,彭勃.乙醇柴油的物化性质研究[]炼油技术与工程, 2005, 35(5):39-42.加燃油经济性变好;[5]古文英史权.彭勃,徐春明.乙醇柴油的研究现状I西安石油(2)各燃料的cO排放基本- -致;大学学报(自然科学版)。2004, 196):57-62.(3)随着助溶剂分子量增加和发动机转速降低,HC和[6]蔺建民,朱同荣,黄燕民,等.乙醇柴油对不同添加剂感受性的研NOx排放均呈上升趋势, ZDSE20D75的排放最小;究[J].石油炼制与化工,2006, 37(6):51-55.(4)在1500~2200r/min时,ZH5E20D75的烟度最低,[7]李会芬.乙醇柴油助溶剂及混合燃料荣油机的试验研究[D].南其余转速下则以ZDSE20D75为最低。宁:广西大学,08.8[8] RSHAD Ahmed. Dieel fuel compoition [P]. Us Patent: US 2002/092228 A1.2000.川李冠峰，陈亮.李遂亮，王导南.李岱峰,王新威柴油机供油提前[9] 李双定。发动机燃用乙醇柴油混合燃料的试验研究[D] 南宁:广角对乙醇/柴油混合燃料经济性的影响[]农业工程学报, 2006,西大学,2008.22(12): 90-93.[10]刑元,尧命发,张福根,等.乙醇与柴油混合燃料燃烧特性与排放(2]张克范,马伟东,冯文生,杨建萍.乙醇柴油混合燃料的应用研究特性的试验研究[小].内燃机学报2007,25():24-29.0]柴油机, 2005, 27( 1): 21-23.Experimental Investigation on Additives of Ethanol- -diesel BlendsYU Hong dong,LI Hui-fen,MO Hai-jun,LU Zhi- si, HUANG Jin cheng(School of Mechanical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004,China)the proportion of the additives, ethanol and diesel is 5%, 20% and 75%, respectively. The engine perormance and emissions of dfferentblends were alo tested. Resuls showed that: the fuele' stability improved a中国煤化工culer weight odn- alkanoland ambient temperature; while HC and NOx emission increased in accordanE and the decrease of enginespeed. The lowest smoke opacity was achieved when fueled by ZHSE20D75YHC N M H Ghe ZDSE20D75 at the restrevs.Key words: ethanol; diesel fuel; blends; additive; emission43